Effects of Biochar and Farmyard Manure Applications on Some Growth and Development Parameters in Spinach

Year 2024, Volume: 29 Issue: 3, 1023 - 1035, 31.12.2024

Aynur Sadak Turhan , Suat Şensoy , Esra Kına

https://doi.org/10.53433/yyufbed.1523642

Abstract

In this study carried out for two years in autumn and spring periods in order to determine the effects of biochar and farmyard manure applications on some growth and development parameters in spinach in Van ecological conditions, Matador spinach variety was used. As applications; in addition to control and chemical fertilizer (CF) (N:P:K: 12kg:8kg:12kg), 3 different farm manure (1, 2 and 3 tons sheep manure/da) applications added to CF and 3 different biochar (100, 200 and 300 kg oak wood charcoal/da) applications added to CF were included. In the experiment designed according to randomized plots trial blocks, a total of 48 application plots were created as 8 fertilizer applications, 2 seed sowing periods (autumn period (15 October) and spring period (15 March)) with 3 replications. Seed sowing was done in the plots by scribe method. It was determined that the fertilizer applications used in spinach gave statistically significant results in terms of some parameters examined (shoot fresh weight (g), shoot dry weight (g), plant height (cm), leaf thickness (mm), stem diameter (mm), rate of bolting (%) and total yield (kg/da)); and the application of 3 tons/da of farmyard manure combined with chemical fertilizer achieved the highest values for fresh shoot weight (293.52 g), dry shoot weight (28.77 g), plant height (37.25 cm), stem diameter (9.33 mm), and total yield (1502.9 kg/da), while the control treatment had the lowest values for all these parameters. The observed differences among fertilizer treatments indicate that increasing doses of farmyard manure significantly enhance plant growth and yield. In addition, it is thought that biochar fertilizer can also be used as an organic material.

Keywords

Biochar, Farmyard manure, Growth and development, Organic fertilizer, Spinach

Project Number

FDK-2020-9302

Biyokömür ve Çiftlik Gübresi Uygulamalarının Ispanakta Bazı Büyüme ve Gelişme Parametreleri Üzerine Etkileri

Abstract

Van ekolojik koşullarında biyokömür ve çiftlik gübresi uygulamalarının ıspanakta bazı büyüme ve gelişme parametreleri üzerine etkilerini belirlemek amacıyla iki yıl boyunca sonbahar ve ilkbahar dönemlerinde yürütülen bu çalışmada, Matador ıspanak çeşidi kullanılmıştır. Uygulama olarak; kontrol ve kimyasal gübre (KG) (N:P:K: 12kg:8kg:12kg) uygulamasının yanında, KG’ye ilave edilen 3 farklı çiftlik gübresi (1, 2 ve 3 ton koyun gübresi/da) uygulaması ve KG’ye ilave edilen 3 farklı biyokömür (100, 200 ve 300 kg meşe odun kömürü/da) uygulaması yer almaktadır. Tesadüf parselleri deneme bloklarına göre dizayn edilen denemede, 8 gübre uygulaması, 2 tohum ekim dönemi (sonbahar dönemi (15 ekim) ve ilkbahar dönemi (15 mart) 3 tekerrürlü olarak toplamda 48 uygulama parseli oluşturulmuştur. Parsellere tohum ekimi çizi usulü ile yapılmıştır. Ispanakta incelenen bazı parametreler (sürgün yaş ağırlığı (g), sürgün kuru ağırlığı (g), bitki boyu (cm), yaprak kalınlığı (mm), gövde çapı (mm), sapa kalma oranı (%) ve toplam verim (kg/da)) doğrultusunda kullanılan gübre uygulamalarının istatistiki olarak önemli sonuçlar verdiği; Çiftlik gübresi 3 ton/da + kimyasal gübre uygulaması, en yüksek sürgün yaş ağırlığı (293.52 g), sürgün kuru ağırlığı (28.77 g), bitki boyu (37.25 cm), gövde çapı (9.33 mm) ve toplam verim (1502.9 kg/da) değerlerine ulaşırken, kontrol uygulamasının tüm bu parametrelerde en düşük değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Gübre uygulamaları arasında gözlenen farklılıklar, çiftlik gübresi uygulamalarında doz arttıkça bitki gelişimi ve verimde önemli artışların elde edildiğini göstermektedir. Ayrıca, biyokömür gübresinin de organik bir materyal olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.

Keywords

Biyokömür, Büyüme ve gelişme, Çiftlik gübresi, Ispanak, Organik gübre

Supporting Institution

an Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığı

Project Number

FDK-2020-9302

Thanks

Bu çalışma, Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığı tarafından FDK-2020-9302 No’lu proje olarak desteklenmiştir. Çalışma birinci yazarın doktora tezinin bir kısmını içermektedir. Bu çalışmaya destek sağlayan Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Başkanlığına teşekkür ederiz.

References

• Abdolahi Arshad, M., Rangzan, N., & Nadian Ghomsheh, H. (2024). Effect of spent tea waste, compost and biochar on some growth parameters and concentration of nitrogen, phosphorus and potassium in spinach (Spinacia oleracea L.) under salinity stress. Journal of Plant Nutrition, 47(7), 1029-1044. https://doi.org/10.1080/01904167.2023.2292763
• Adiloğlu, A., & Eraslan, F. (2012). Gübreler ve gübreleme tekniği. İçinde, M. R. Karaman (Ed.). Bitki besleme “sağlıklı bitki, sağlıklı üretim” (pp. 347-474). Gübretaş Rehber Kitaplar Dizisi.
• Ahmad, S., Sehrish, A. K., Umair, M., Mirino Jr, M. W., Ali, S., & Guo, H. (2024). Effect of biochar amendment on bacterial community and their role in nutrient acquisition in spinach (Spinacia oleracea L.) grown under elevated CO2. Chemosphere, 364, 143098. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.143098
• Anonim. (2022). Meteoroloji 14. Bölge Müdürlüğü – Van. Erişim tarihi: 01.07.2022. https://van.mgm.gov.tr/
• Asri, F. Ö., Demirtaş, E. I., Özkan, C. F., & Arı, N. (2011). Organik ve kimyasal gübre uygulamalarının hıyar bitkisinin verim, kalite ve mineral içeriklerine etkileri. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 24(2), 139-143.
• Beşirli, G., Sönmez, İ., Keçeci, M., & Güçdemir, İ. (2010, Temmuz). Organik ıspanak üretiminde farklı bitki besin maddesi uygulamalarının toprak yapısı üzerine etkilerinin belirlenmesi. Türkiye IV. Organik Tarım Sempozyumu, Erzurum.
• Blackwell, P., Riethmuller, G., & Collins, M. (2009). Biochar application to soil. In J. Lehman, S. Joseph (Eds.), Biochar for environmental management: Science and technology (pp. 2027-226). Earthscan.
• Bozoğlu, M., & Tepe, I. (2023). Beypazarı (Ankara)’nda havuç, ıspanak ve marul yetiştiriciliğine genel bir bakış ve yabancı ot sorunu. Turkish Journal of Weed Science, 26(2), 83-97.
• Citak, S., & Sonmez, S. (2010). Effects of conventional and organic fertilization on spinach growth, yield, vitamin c and nitrate concentration during two successive seasons. Scientia Horticulturae, 126(4), 415-420. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.08.010
• Çıtak, S., Sönmez, S., Koçak, F., & Yaşin, S. (2011). Vermikompost ve ahır gübresi uygulamalarının ıspanak bitkisinin gelişimi ve toprak verimliliği üzerine etkileri. Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Derim Dergisi, 28(1), 56-69.
• Dong, X., Guan, T., Li, G., Lin, Q., & Zhao, X. (2016). Long-term effects of biochar amount on the content and composition of organic matter in soil aggregates under field conditions. Journal of Soils and Sediments, 16, 1481–1497.
• FAOSTAT. (2022). 20. Statistic Database. Erişim Tarihi: 01.06.2022. https://www.fao.org/faostat/en
• Göksu, G. A., & Kuzucu, Ö. (2017). Karpuzda farklı dozlardaki vermikompost uygulamalarının verim ve bazı kalite parametrelerine etkisi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 3(2), 48-58. https://doi.org/10.28979/comufbed.344546
• Günal, E., & Erdem, H. (2018). Biyokömür tanımı kullanım ve tarım topraklarındaki etkileri. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 15(2), 87-93. https://doi.org/10.25308/aduziraat.405858
• Günsan Can, B., Yıldız, M., & Şensoy, S. (2022). Mikroalg kullanımının ıspanakta bitki gelişimi üzerine etkisi. Journal of the Institute of Science & Technology, 12(4), 1884-1895. https://doi.org/10.21597/jist.1110614
• Gürel, S. (2024). Gıda atığı kompostu ile kimyasal gübre uygulamasının marul ve ıspanak yetiştirilen vertisol grubu toprakların verimliliğine etkileri. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 11(2), 396-408. https://doi.org/10.30910/turkjans.1433803
• Kacar, B., & Katkat, A. V. (2007). Gübreler ve gübreleme tekniği. Nobel Yayın Dağıtım.
• Kacar, B., & Kütük, C. (2010). Gübre Analizleri. Nobel Yayın Dağıtım.
• Karataş, A., & Büyükdinç, D. T. (2016). Organik çay atığının ıspanak ve marul yetiştiriciliğinde bitki gelişimi üzerine etkisi. Akademik Ziraat Dergisi, 6, 201-210.
• Keskinaslan, G. S., Saridas, M. A., & Paydaş, S. (2023). Biyokömürün çilek yapraklarında besin element içerikleri üzerine etkileri. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 10(3), 520-528. https://doi.org/10.30910/turkjans.1282155
• Kılavuz, E., & Erdem, İ. (2019). Dünyada tarım 4.0 uygulamaları ve Türk tarımının dönüşümü. Social Sciences, 14(4), 133-157.
• Lehmann, J., & Joseph, S. (2009). Biochar for environmental management: An introduction. In Biochar for environmental management: Science and technology, (pp. 1-12). Earthscan.
• Lescheva, M., & Ivolga, A. (2015). Intensification of agricultural production vs. environmental management: Russia's approaches to green economics. In A. Jean-Vasile, I. R. Andreea, T. R. Adrian (Eds.), Green economic structures in Mmodern business and society (pp. 140-160). IGI Global. https://doi.org/10.4018/978-1-4666-8219-1.ch008
• Majaule, U., Dikinya, O., & Glaser, B. (2022). Biochar and sewage sludge phosphorus fertilizer effects on phosphorus bioavailability and spinach (Spinacia oleracea L.) yields under no-till system in semi-arid soils. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture, 11(4). https://doi.org/10.30486/ijrowa.2022.1927076.1231
• Mounirou, M. M., Kaya, E. C., Ouedraogo, A. R., Demir, K., Güneş, A., & İnal, A. (2020). Biyokömür ve organik gübre uygulamalarının soğan bitkisinin gelişimi ve kimyasal gübreden yararlanma oranına etkileri. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 8(1), 36-45. https://doi.org/10.33409/tbbbd.757008
• Mufwanzala, N., & Dikinya, O. (2010). Impact of poultry manure and its associated salinity on the growth and yield of spinach and carrot, International Journal of Agriculture and Biology, 12(4), 489-494.
• Özkan, C. F., Asri, Ö. F., Demirtaş, E. I., & Arı, N. (2013). Örtüaltı biber yetiştiriciliğinde organik ve kimyasal gübre uygulamalarının bitkinin beslenme durumu ve bitki gelişimi üzerine etkileri. Toprak Su Dergisi, 2(2), 96-101.
• Özkan, N., Dağlıoğlu, M., Ünser, E., & Müftüoğlu, M. (2016). Vermikompostun ıspanak verimi ve bazı toprak özellikleri üzerine etkisi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 4(1), 1-5.
• Pandey, M., Mishra, S. M., Tiwari, A., Tirkey, A., Tiwari, A., Dubey, R., Alamri, S., & Pandey, S. K. (2024). A systematic study on synergistic effect of biochar-compost in improving soil function and reducing cadmium toxicity in Spinacia oleracea L. Environmental Technology & Innovation, 36, 103775. https://doi.org/10.1016/j.eti.2024.103775
• Rasheed, A., Anwar, S., Shafiq, F., Khan, S., & Ashraf, M. (2024). Physiological and biochemical effects of biochar nanoparticles on spinach exposed to salinity and drought stresses. Environmental Science and Pollution Research, 31(9), 14103-14122. https://doi.org/10.1007/s11356-024-31953-7
• Sağlam, F. (2005). Ispanak yetiştiriciliği, T.C. Samsun Valiliği İl Tarım Müdürlüğü, No: S/6.
• Sato, A., Takeda, H., Oyanagi, W., Nishihara, E., & Murakami, M. (2010). Reduction of cadmium uptake in spinach by soil amendment with animal waste compost. Journal of Hazardous Materials, 181(1-3), 298-304. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.05.011
• Schoenau, J. (2006). Benefits of long-term application of manure. Advances in Pork Production, 17, 153.
• Siddiqui, H. J., Gul, S., Kakar, A., Shaheen, U., Rehman, G. B., Khan, N., & Samiullah, N. (2021). Poultry manure as an organic fertilizer with or without biochar amendment: Influence on growth and heavy metal accumulation in lettuce and spinach and soil nutrients. Phyton, 90(2), 651–676. https://doi.org/10.32604/phyton.2021.011413
• SPSS. (2020). IBM SPSS software. http://www.ibm.com/tr-tr/analytics/spss-statistics-software
• Şalk, A., Arın, L., Deveci, M., & Polat, S. (2008). Özel sebzecilik. Namık Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, Ders Kitabı, 480s, İstanbul.
• Şensoy, S., Türkmen, Ö., & Görgün, Y. (2011). Determination of suitable sowing dates for spinach production in Van ecological condition. Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 21(2), 140-145.
• Tawfiq, G. K., & Al-Sahaf, F. H. (2017). Role of different manure source and level on quantitative and qualitative characteristics of cabbage and spinach yield. Kufa Journal For Agricultural Sciences, 9(1), 267-239.
• Wang, J., Shi, D., Huang, C., Zhai, B., & Feng, S. (2023). Effects of common biochar and acid-modified biochar on growth and quality of spinach in coastal saline soils. Plants, 12(18), 3232. https://doi.org/10.3390/plants12183232
• Yaman, Ö. (2019). Farklı organik kaynaklı gübre uygulamalarının ıspanakta (Spinacia oleracea L.) bitki gelişimi, verim, kalite özellikleri ve besin elementi içeriği üzerine etkileri. (Yüksek Lisans Tezi), Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bolu.
• Yıldız, K. Y. (2019). Farklı dozda uygulanan leonardit ve vermicompostun yaprağı yenen sebzelerde (marul ve ıspanak) verim ve kalite kriterlerine etkisi. (Yüksek Lisans Tezi), Manisa Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Manisa.
• Zemanová, V., Břendová, K., Pavlíková, D., Kubátová, P., & Tlustoš, P. (2017). Effect of biochar application on the content of nutrients (Ca, Fe, K, Mg, Na, P) and amino acids in subsequently growing spinach and mustard. Plant Soil and Environment, 63(7), 322–327. https://doi.org/10.17221/318/2017-pse