Determination of Fertility Condition and Potential Nutrition Problems of The Potato (Solanum tuberosum L.) Grown Soils

Abstract

In this research, it was aimed to determine the fertility status of potato (Solanum tuberosum L.) cultivated soils by soil analysis and to reveal potential plant nutrient problems. For this purpose, 109 soil samples were taken from agricultural land with potatoes in the provinces located in the Black Sea region of Turkey Ordu and Trabzon. Some physical (texture) and chemical soil reaction (pH), electrical conductivity (EC), lime, organic matter, total nitrogen (N), available phosphorus (P), extractable potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), boron (B), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn) and manganese (Mn) properties were determined in the samples. According to the results of the research; It has been determined that predominantly (95.42%) of the soils are loamy (medium textured) soils and do not pose a problem in terms of salinity, the ratio of soils in the ideal pH range for potatoes is approximately 42.2%. Most of potato soils are less calcareous; Organic matter at 51.37%, total N at 86.24%, obtainable P at 53.22% and extractable K at 56.88% are sufficient and / or high. In research soils where extractable Ca and Mg levels are mostly at good levels; 45.87% of extractable B, 35.78% of extractable Zn and 11.93% of extractable Mn is very low / low level. Extractable Fe and Cu contents of potato cultivation soils were found to be high/sufficient. In the areas where potato cultivation is carried out in Ordu and Trabzon provinces, fertilization programs should be arranged for soil analysis and fertilization recommendations should be made by taking into account the leaf analysis. 

Keywords

• Soil fertility
• Mineral nutrients
• Potato
• Acid soils

Patates (Solanum tuberosum L.) Yetiştirilen Toprakların Verimlilik Durumu ve Potansiyel Besin Maddesi Sorunlarının Belirlenmesi

Öz

Bu araştırmada, patates (Solanum tuberosum L.) yetiştirilen toprakların verimlilik durumlarının toprak analizleriyle belirlenmesi ve potansiyel bitki besin maddesi sorunlarının ortaya konması amaçlanmıştır. Bu amaçla, Türkiye’nin Karadeniz Bölgesi’nde yer alan Ordu ve Trabzon illerinde patates tarımı yapılan arazilerden 109 adet toprak örneği alınmıştır. Toprak örneklerinde bazı fiziksel (tekstür) ve kimyasal toprak reaksiyonu (pH), elektriksel iletkenlik (EC), kireç, organik madde, toplam azot (N), alınabilir fosfor (P), ekstrakte edilebilir potasyum (K), kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg), bor (B), demir (Fe), bakır (Cu), çinko (Zn) ve mangan (Mn) özellikler belirlenmiştir. Araştırma sonucuna göre; toprakların ağırlıklı olarak (% 95.42’sinin) tınlı (orta bünyeli) topraklar olduğu ve tuzluluk yönünden sorun teşkil etmediği, patates için ideal pH aralığındaki toprakların oranının yaklaşık % 42.2 olduğu tespit edilmiştir. Büyük çoğunluğu az kireçli düzeyde olan patates topraklarının; % 51.37’sinde organik madde, % 86.24’ünde toplam N, % 53.22’sinde alınabilir P ve % 56.88’inde ekstrakte edilebilir K yeterli ve/veya yüksek düzeydedir. Ekstrakte edilebilir Ca ve Mg düzeylerinin büyük oranda iyi düzeyde olduğu araştırma topraklarının; % 45.87’si ekstrakte edilebilir B, % 35.78’inde ekstrakte edilebilir Zn ve % 11.93’ünde ekstrakte edilebilir Mn çok az/az düzeydedir. Patates tarımı yapılan toprakların ekstrakte edilebilir Fe ve Cu içerikleri yüksek/yeterli düzeyde bulunmuştur. Ordu ve Trabzon illerinde patates tarımı yapılan alanlarda mutlaka toprak analizlerine gübreleme programları düzenlenmeli ve yaprak analizleri de dikkate alınarak gübreleme önerilerinde bulunulmalıdır.

Anahtar Kelimeler

• Toprak verimliliği
• Mineral besin maddeleri
• Patates
• Asit topraklar

Kaynakça

1. Abd El-Latif, K. M., Osman, E. A. M., Abdullah, R., & Abd El Kader, N. (2011). Response of potato plants to potassium fertilizer rates and soil moisture deficit. Advances in Applied Science Research, 2(2), 388-397.
2. Akça, H., Taban, N., Turan, M. A., Taban, S., Ouedraogo, A. R., & Türkmen, N. (2017). Türkiye’de sarımsak tarımı yapılan toprakların verimlilik durumu. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 5(2), 93-100.
3. Akpınar, M., Şahin, C. B., & İşler, N. (2019). Çukurova koşullarında turfanda patates yetiştiriciliğinde farklı azot dozlarının verim ve tarımsal özelliklere etkileri. Mustafa Kemal Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 24(1), 37-42.
4. Al Fadlly, J. T. M., Khudhair, M. F., Wheib, K. A., & Abd, W. M. (2020). Response of some vegetative growth characteristics of organically fertilized potatoes to zinc and manganese foliar application. Plant Archives, 20(Supplement 1), 1263-1266.
5. Al-Fadhly, J. T. M. (2016). Response of potato (Solanum tuberosum) to foliar application of zinc and manganese which fertilized by organic fertilizer. Journal of Agriculture and Veterinary Science, 9(4), I, 87-91.
6. Allison, M. F., Fowler, J. H., & Allen, E. J. (2001). Effects of soil-and foliar-applied phosphorus fertilizers on the potato (Solanum tuberosum) crop. The Journal of Agricultural Science, 137(4), 379-395.
7. Anonymous. (1951). Soli Survey Staff, Soil Survey Manuel, Agricultural Research Administration U.S. Department of Agriculture Handbook No.18, Gount Point Office, Washington, pp. 340-377.
8. Anonymous. (1990). Micronutrient, Assessment at the Country Level: An International Study. FAO, Soils Bulletin by Mikko Sillanpaa, Rome.

9. Anonymous. (1992). Soil Survey Staff, Procedures for Collecting Soil Samples and Methods of Analysis for Soil Survey. Soil Survey Invest. Rep. I. U.S. Gov. Print. Office, Washington, D.C.
10. Anonymous. (2020a). International Year of the Potato, Cultivation. (http://www.fao.org/potato-2008/en/potato/cultivation.html), (Erişim tarihi: 01.05.2020).
11. Anonymous. (2020b). Crop Guide: Potato Nutritional Requirements. (https://www.haifa-group.com/crop-guide/field-crops/crop-guide-potato/nutrients-growing-potatoes), (Erişim tarihi: 03.05.2020).
12. Anonymous. (2020c). Role of Phosphate in Potato Production. (http://www.yara.us/agriculture/crops/potato/key-facts/role-of-phosphate/), (Erişim tarihi: 25.06.2020).
13. Bagherzadeh, A., Gholizadeh, A., & Keshavarzi, A. (2018). Assessment of soil fertility index for potato production using integrated Fuzzy and AHP approaches, Northeast of Iran. Eurasian Journal of Soil Science, 7(3), 203-212.
14. Başaran, M., & Okant, M. (2005). Bazı toprak özelliklerinin eldivan yöresinde yetiştirilen kirazların beslenme durumu üzerine etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi, 11(2), 115-119.
15. Belachew, B. (2016). Effect of nitrogen and phosphorus rates on growth, yield, yield components and quality of potato (Solanum tuberosum L.) at dedo, South West Ethiopia. (M. Sc Thesis), Presented to School of Graduate Study of Jimma University, Ethiopia.
16. Bilen, S., & Sezen, Y. (1993). Toprak reaksiyonunun bitki besin elementleri elverişliliği üzerine etkisi, I. Azot, fosfor ve potasyum. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 24(2), 156-166.
17. Bouyoucos, G. J. (1951). A Recalibration of the hydrometer method for making mechanical analysis of soil. Agronomy Journal, 43, 434-438.
18. Bray, R. H., & Kurtz, L. T. (1945). Determination of total, organic, and available forms of phosphorus in soils. Soil Sci., 59, 39-45.
19. Burton, W. G. (1989). The Potato (Third edition). Longman Scientific & Technical, London, UK, p.742.
20. Çağlar, K. Ö. (1949). Toprak Bilgisi. Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları No: 10, Ankara.
21. Çelik, H., & Urhan, G. (2020). Keles yöresi kiraz bahçelerinin beslenme durumlarının toprak, yaprak ve meyve analizleri ile değerlendirilmesi. Bursa Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34(1), 185-200.
22. Çetin, E., & Eraslan, F. (2015). Afyonkarahisar ili Dinar ilçesi patates ekim alanlarında toprakların verimliliği ve bitkilerin beslenme durumlarının belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 10(2), 135-145.
23. Demir, M., & Çalışkan, S. (2017). Patateste (Solanum tuberosum L.) demir gübrelemesinin bitki gelişimi ve yumru verimi üzerine etkileri. KSÜ Doğa Bil. Derg., 20(Özel Sayı), 241-245.
24. Doğan, A., & Erdal, İ. (2018). Burdur ili tahıl yetiştirilen toprakların verimlilik durumlarının belirlenmesi. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 6(1), 39-45.
25. Eren, A. (2019). Kızıltepe yöresinde buğday tarımı yapılan toprakların bazı verimlilik durumlarının belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi (GBAD), 8(1), 1-9.
26. Esendal, E. (1990). Nişasta Şeker Bitkileri ve Islahı, Cilt: 1, Patates. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Yayınları, Yayın No: 49, Samsun, 221s.
27. Everest, T., Sungur, A., & Özcan, H. (2020). Gelibolu Namaztepe bölgesindeki farklı fizyografyalar üzerindeki toprakların bazı fiziko-kimyasal özellikleri ve sınıflandırılması. ÇOMÜ LJAR, 1(1), 1-12.
28. Fernandes, A. M., Soratto, R. P., Moreno, L. D. A., & Evangelista, R. M. (2015). Effect of phosphorus nutrition on quality of fresh tuber of potato cultivars. Bragantia, 74(1), 102-109.
29. İncekara, F. (1973). Endüstri Bitkileri ve Islahı. Cilt 3, Nişasta-Şeker Bitkileri ve Islahı (2. Baskı). Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, Yayın No: 101, Ege Üniversitesi Matbaası, Bornova.
30. Jackson, M. L. (1958). Soil Chemical Analysis. Englewood Cliffs, NJ: Prentice- Hall. Inc.
31. Jane, M. (2016). Soil fertility situation in potato producing Kenyan Highlands—Case of KALRO-Tigoni. International Journal of Horticulture, 6(24), 1-11.
32. Janssens, S. R. M., Wiersema, S. G., Goos, H., & Wiersma, W. (2013). The Value Chain for Seed and Ware Potatoes in Kenya; Opportunities for Development. LEI Wageningen UR, Den Haag, The Netherlands.
33. Kanyanjua, S. M., & Agaya, G. O. (2006). A Guide to Choice of Mineral Fertilizers in Kenya. KARI Technical Note No. 17, KARI, Nairobi, Kenya.
34. Kars, N., & Ekberli, İ. (2019). Çarşamba Ovası’nda işlenen tarım alanlarının bazı fiziksel ve kimyasal toprak özelliklerinin incelenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 34, 210-219.
35. Kars, N., & Ekberli, İ. (2020). Çarşamba Ovası’nda soya yetiştirilen tarım alanlarının verimlilik durumlarının belirlenmesi. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 8(1), 14-25.
36. Kavurmacı, Z. (2008). Değişik azot ve fosfor dozları ile pir öldürme ve hasat zamanlarının patatesin (Solanum tuberosum L.) verim ve verim unsurları üzerine etkisi. (Doktora tezi), Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, Türkiye.
37. Khan, A. A., Jilani, M. S., Khan, M. Q., & Zubair, M. (2011). Effect of seasonal variation on tuber bulking rate of potato. The Journal of Animal and Plant Sciences, 21(1), 31-37.
38. Kiiya, W. W., Mureithi, J. G., & Kiama, J. M. (2006). Improving production of irish potato (Solanum tuberosum L.) in Kenya: The use of green manure legumes for soil fertility Improvement. In J. G. Mureithi et al. (Eds.), Development and up scaling of green manure legumes technologies in Kenya, KARI, Nairobi, Kenya.
39. Koch, M., Naumann, M., Pawelzik, E., Gransee, A., & Thiel, H. (2020). The importance of nutrient management for potato production part I: Plant nutrition and yield. Potato Research, 63, 97-119.
40. Lenka, B., Divya, R. K., & Das, S. K. (2020). Nutrient use effeciency, yield attributes and comparative economics of potato crop (Solanum tuberosum L.) in response to zinc and boron nutrition in entisols of India. International Journal of Chemical Studies, 8(3), 10-17.
41. Lindsay, W. L., & Norvell, W. A. (1969). Development of a DTPA Micronutrient Soil Test. Soil Sci. Am. Proc., 35, 600-602.
42. Lindsay, W. L., & Norvell, W. A. (1978). Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Sci. Soc. Am. J., 42(3), 421-428.
43. Loue, A. T. (1968). Diagnostic Petiolaire des Prospectian Etudes sur la Nutrition at la Fertilization Potassiques de la Vigne. Societe Commerciale des Potasses d’Alsace. Services Agronomiques, pp. 31-41.
44. Metcalfe, D. S., & Elkins, D. M. (1980). Crop Production, Principles and Practices. Macmillian Publishing Co., Inc. New York.
45. Moinuddin, S. J., Sarkar, A., & Dasgupta, S. (2017). Response of potato (Solanum tuberosum L.) to foliar application of macro and micronutrients in the Red and Lateritic Zone of West Bengal. Journal of Crop and Weed., 13(1), 185-188.
46. Mugo, J. N., Karanja, N. N., Gachene, C. K., Dittert, K., Nyawade, S. O., & Schulte-Geldermann, E. (2020). Assessment of soil fertility and potato crop nutrient status in central and eastern highlands of Kenya. Natureresearch Scientific Reports,10, 7779.
47. Muleta, H. D., & Aga, M. C. (2019). Role of nitrogen on potato production: A review. Journal of Plant Sciences, 7(2), 36-42.
48. Muthanna, M. A., Singh, A. K., Tiwari, A., Jain, V. K., & Padhi, M. (2017). Effect of boron and sulphur application on plant growth and yield attributes of potato (Solanum tuberosum L.). International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6(10), 399-404.
49. Nelson, D. W., & Sommers, L. E. (1982). Total Carbon, Organic Carbon, and Organic Matter. In: A.L. Page (Ed.), Methods of Soil Analysis: Part 2, Chemical and Microbiological Properties, 9.2.2, Second Edition, Wisconsin, American Society of Agronomy Inc., USA, pp. 539-579.
50. Olsen, S. R., Cole, C. V., Watanabe, F. S., & Dean, L. A. (1954). Estimation of Available Phosphorus in Soils by Extraction with Sodium Bicarbonate. USDA Circular No. 939, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C.
51. Ordu, D. (2020). Bursa ili Karacabey ilçesi mısır tarımı yapılan toprakların (Yolağzı bölgesi) verimlilik durumunun belirlenmesi. (Yüksek lisans tezi), Bursa Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, Türkiye.
52. Özkutlu, F., Ete Aydemir, Ö., Akgün, M., & Özcan, B. (2019). Ordu ilinde fındık (Corylus avellana L.) tarımı yapılan toprakların çinko (Zn) beslenme durumu ve potansiyel beslenme problemlerinin belirlenmesi. Akademik Ziraat Dergisi, 8(Özel Sayı), 131-140.
53. Özyazıcı, M. A., Dengiz, O., & Sağlam, M., 2013. Artvin ilinde yonca (Medicago sativa L.) tarımı yapılan toprakların verimlilik durumu ve potansiyel beslenme problemlerinin ortaya konulması. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 14(2), 225-238.
54. Özyazıcı, M. A., Dengiz, O., Aydoğan, M., Bayraklı, B., Kesim, E., Urla, Ö., Yıldız, H., & Ünal, E. (2016). Orta ve Doğu Karadeniz Bölgesi tarım topraklarının temel verimlilik düzeyleri ve alansal dağılımları. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 31(1), 136-148.
55. Parlak, M. (2016). İzmir ili Ödemiş ilçesi’nde patates yetiştirilen toprakların verimlilik durumlarının belirlenmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 53(3), 325-331.
56. Pizer, N. H. (1967). Some Advisory Aspect. Soil Potassium and Magnesium. Tech. Bull. No.14, 184.
57. Recke, H., Schnier, H. F., Nabwile, S., & Qureshi, J. N. (1997). Responses of irish potatoes (Solanum tuberosum L.) to mineral and organic fertilizer in various agro-ecological environments in Kenya. Experimetal Agriculture, 33, 91-102.
58. Richards, L. A. (1954). Diagnosis and Improvoment of Saline and Alkaline Soils. U.S.A: U.S. Department of Agriculture, Handbook 60.
59. Rourke, R. V. (1985). Soil solution levels of nitrate in a potato-buckwheat rotation. American Potato Journal, 62, 1-8.
60. Sağlam, M. T. (1978). Toprak Kimyası Tatbikat Notları. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü, Erzurum.
61. Sarkar, D., Mandal, B., & Kundu, M. C. (2007). Increasing use efficiency of boron fertilisers by rescheduling the time and methods of application for crops in India. Plant Soil, 301, 77-85.
62. Taban, S., Alpaslan, M., Hashemi, A. G., & Eken, D. (1997). Orta Anadolu’da çeltik tarımı yapılan toprakların bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 3(3), 457-466.
63. Tatar, E. (2019). Farklı potasyum ve fosfor dozlarının patates’te (Solanum tuberosum L.) verim ve verim unsurları üzerine etkilerinin belirlenmesi. (Yüksek lisans tezi), Ordu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ordu, Türkiye.
64. Tindall, T. A., Westermann, D. T., Stark, J. C., Ojala, J. C., & Kleinkopf, G. E. (1993). Phosphorus Nutrition of Potatoes. University of Idaho, College of Agriculture, Cooperative Extension System, Current Information Series No. 903. (http://eprints.nwisrl.ars.usda.gov/1166/1/802.pdf.), (Erişim tarihi: 23.06.2020).
65. Trehan, S. P., & Grewal, J.S. (1981). Comparitive efficiency of methods of application of Zinc to potato. Ind. J. Agric. Sci., 51, 240-243.
66. Tunçtürk, M., Erman, M., & Tunçtürk, R. (2004). Patates (Solanum tuberosum L.) çeşitlerinde fosforlu gübre uygulamalarının verim ve bazı verim öğelerine etkisi. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 10(4), 466-473.
67. Ülgen, N., & Yurtsever, N. (1995). Türkiye Gübre ve Gübreleme Rehberi (4. Baskı). T.C. Başbakanlık Köy Hizmetleri Genel Müdürlüğü Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları, Genel Yayın No: 209, Teknik Yayınlar No: T.66, Ankara, 230s.
68. Westermann, D. T., Kleinkopf, G. E., & Porter, L. K. (1988). Nitrogen fertilizer efficiencies on potatoes. American Potato Journal, 65, 377-386.
69. Wolf, B. (1971). The determination of boron in soil extracts, plant materials, composts, manures, water and nutrient solutions. Soil Science and Plant Analysis, 2(5), 363-374.
70. Yağmur, B., & Okur, B. (2011). İzmir kemalpaşa ilçesi kiraz bahçelerinin verimlilik durumları ve ağır metal içerikleri. Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Derim Dergisi, 28(2), 1-13.
71. Zelalem, A., Tekalign, T., & Nigussie, D. (2009). Response of potato (Solanum tuberosum L.) to different rates of nitrogen and phosphorus fertilization on vertisols at Debre Berhan, in the central highlands of Ethiopia. African Journal of Plant Science, 3(2), 016-024.
72. Zhang, W., Liu, X., Wang, Q., Zhang, H., Li, M., Song, B., & Zhao, Z. (2018). Effects of potassium fertilization on potato starch physicochemical properties. International Journal of Biological Macromolecules, 117, 467-472.