Effects of seaweed extract and arbuscular mycorrhiza co-application on yield components of Brassica oleracea var botrytis L.

Abstract

In cauliflower cultivation, in order to obtain more crops, high amounts of chemical fertilizers are used, neglecting soil health and food safety problems. As a result of excessive use of chemical fertilizers in agriculture, the physical, biological and chemical structure of the soil deteriorates over time and the crop yield and quality decrease over time. In the study applied in a randomized block design with four replications, the effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF), increased seaweed (DY) and 30% reduced chemical fertilizer (7/10KG) on plant yield were investigated. In the trial; plant crown length, crown diameter, stem diameter, stem length, crown weight, marketable yield, number of leaves, leaf length, leaf diameter and some nutrient element contents in the leaves were measured. According to the measurements made in the study; There was an increase in yield due to the increase in seaweed doses. Yield components obtained from single (AMF, KG and control) applications were lower compared to the values obtained from 200 ml/100 L water + AMF +7/10KG and 400 ml/100 L water + AMF + 7/10 KG combinations. The highest values among the applications were obtained from 200ml/100Lwater + AMF +7/10KG and 400ml/100Lwater + AMF +7/10KG combinations at the same significance level. Applications with the highest values increased by 25.6% in plant crown length, 37.3% in plant crown diameter, 17.5% in plant stem diameter, 57.4% in stem length, 75% in crown weight, 80.7% in marketable yield, 33% in leaf length, and 55.5% in leaf diameter compared to control application. Combined application of SWE and AMF increased leaf N, P and K contents by 48.4%, 33.3% and 34.6%, respectively. It also provided significant increases in Ca, Mg, Fe, Zn and Mn contents. According to these results; By applying DY and AMF together, chemical fertilizer doses can be reduced by 30% and in this case, an improvement in growth, yield and nutrient content can be achieved in cauliflower.

Keywords

• cauliflower
• fertilization management
• yield components
• seaweed

Deniz yosunu özütü ve arbusküler mikorizanın birlikte uygulanmasının Brassica oleracea var. botrytis L.'nin verim unsurları üzerine etkileri.

Öz

Karnabahar yetiştiriciliğinde daha fazla mahsul elde etmek için toprak sağlığı ve gıda güvenliği sorunları ihmal edilerek yüksek miktarlarda kimyasal gübreler kullanılmaktadır. Kimyasal gübrelerin tarımda aşırı kullanılması sonucunda toprağın fiziksel, biyolojik ve kimyasal yapısı zamanla bozulmakta mahsul verimi ve kalitesi zamanla düşmektedir. Tesadüf blokları deneme deseninde dört tekerrürlü uygulanan çalışmada, Arbusküler Mikorhizal Fungi (AMF), artan dozlarda deniz yosunu (DY) ve %30 oranında azaltılmış kimyasal gübre (7/10KG) kullanılarak bitkisel verim üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Denemede; bitki taç uzunluğu, taç çapı, gövde çapı, gövde uzunluğu, taç ağırlığı, pazarlanabilir verim, yaprak sayısı, yaprak uzunluğu, yaprak çapı ve yapraklarda bazı besin elementleri içerikleri ölçülmüştür. Çalışmada yapılan ölçümlere göre; deniz yosunu dozlarındaki artışa bağlı olarak verimde artış olmuştur. Tekli (AMF, KG ve kontrol) uygulamalardan elde edilen verim unsurları 200 ml / 100 L su + AMF +7/10KG ve 400 ml / 100 L su + AMF + 7/10 KG kombinasyonlarından elde edilen değerlere göre düşük olmuştur. Uygulamalar arasında en yüksek değerleri aynı önem seviyesinde 200ml/100Lsu+AMF+7/10KG ve 400ml/100Lsu+AMF+7/10KG kombinasyonlarından elde edilmiştir. En yüksek değer alan uygulamalar kontrol uygulamasına göre, bitki taç boyunda %25.6, bitki taç çapında % 37.3 bitki gövde çapında %17.5, gövde uzunluğunda %57.4, taç ağırlığında %75, pazarlanabilir verimde %80.7 yaprak uzunluğunda 33, yaprak çapında %55.5 oranında göre artış sağlamıştır. DY ve AMF'nin birlikte uygulanması yaprak N, P ve K içeriğini sırasıyla %48.4, %% 33.3 ve %34.6 oranında artırdı. Ca, Mg, Fe, Zn ve Mn içeriklerinde de önemli artışlar sağlamıştır.Bu sonuçlara göre; DY ve AMF’nin birlikte uygulanmasıyla kimyasal gübre dozlarında %30 oranında azaltma yapılabileceği ve bu durumda karnabaharda büyüme, verim ve besin içeriğinde bir iyileşme sağlanabilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Karnabahar
• gübreleme yönetimi
• verim beleşenler
• deniz yosunu

References

1. Aly, M. K. A., Ahmed, E. T., Mohamed, M. A. H. and Youssef, E. Z. N., 2021. Effect of nitrogen and biofertilization, seaweed extract and thiamine on growth, yield and essential oil of parsley plant. Scientific journal of flowers and ornamental plants, 8(2), 235-249.
2. Asadi, M., Rasouli, F., Amini, T., Hassanpouraghdam, M. B., Souri, S., Skrovankova, S., ... and Ercisli, S., 2022. Improvement of photosynthetic pigment characteristics, mineral content, and antioxidant activity of lettuce (Lactuca sativa L.) by arbuscular mycorrhizal fungus and seaweed extract foliar application. Agronomy, 12(8), 1943.
3. Arıkan, Ş., İpek, M., Pırlak, L., Eşitken, A. and Şahin, M., (,2023),. The effect of Mycorrhiza applications on growth and yield in some strawberry cultivars under calcareous soil conditions. Selcuk Journal of Agriculture and Food Sciences, 37(2): 326-336.
4. Avio, L., Turrini, A., Giovannetti, M., and Sbrana, C.,2018. Designing the ideotype mycorrhizal symbionts for the production of healthy food. Frontiers in plant science, 9, 399602.
5. Comby, M., Mustafa, G., Magnin-Robert, M., Randoux, B., Fontaine, J., Reignault, P. and Lounès-Hadj Sahraoui, A., 2017. Arbuscular mycorrhizal fungi as potential bioprotectants against aerial phytopathogens and pests. Arbuscular mycorrhizas and stress tolerance of plants, 195-223.
6. Chew, K. W., Chia, S. R., Yen, H. W., Nomanbhay, S., Ho, Y. C. and Show, P. L., 2019. Transformation of biomass waste into sustainable organic fertilizers. Sustainability, 11(8), 2266.
7. Çelik, Y., 2021. Bitki Büyümesini Teşvik Eden Rizobakteri (PGPR) ve Artan Dozlarda Deniz Yosunu Uygulamalarının Marul (Lactuca Sativa L) Yetiştiriciliğinde Bitki Gelişimi, Verim ve Besin Elementi İçerikleri Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 19(2), 219-225.
8. Çirka, M., Altuner, F., Eryiğit, T., Oral, E. and Bildirici, N., 2022. Effects of vermicompost applications on some yield and yield properties of wheat. MAS Journal of Applied Sciences, 7(1), 146-156.

9. Hussain, H. I., Kasinadhuni, N. and Arioli, T., 2021. The effect of seaweed extract on tomato plant growth, productivity and soil. Journal of Applied Phycology, 33(2), 1305-1314.
10. Jones, J. B. 2001. Laboratory guide for conducting soil tests and plant analysis. CRC press.
11. Kapoor, R., Anand, G., Gupta, P., and Mandal, S., 2017. Insight into the mechanisms of enhanced production of valuable terpenoids by arbuscular mycorrhiza. Phytochemistry Reviews, 16, 677-692. Kiracı, S., Gönülal, E. ve Padem, H., 2014. Farklı Mikoriza Türlerinin Organik Havuç Yetiştiriciliğinde Kalite Özellikleri Üzerine Etkileri. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 11(1), 106-113.
12. Kok, D. and Bal, E., 2016.Effects of Foliar Seaweed and Humic Acid Treatments on Monoterpene Profileand Biochemical Properties of cv. Riesling Berry (V. vinifera L.) Throughout the Maturation Period.Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergis.13 (02),67-74.
13. Krzyzaniak, Y., Magnin-Robert, M., Randoux, B., Fontaine, J. and Lounès-Hadj Sahraoui, A., 2021. Combined use of beneficial bacteria and arbuscular mycorrhizal fungi for the biocontrol of plant cryptogamic diseases: Evidence, methodology, and limits. Symbiotic Soil Microorganisms: Biology and Applications, 429-468.
14. Kchikich, A., Mrid, R. B., Kabach, I., Nhiri, M. and El-Omari, R., 2021. Arbuscular mycorrhizal fungi enhance sorghum plant growth under nitrogen-deficient conditions through activation of nitrogen and carbon metabolism enzymes. Int. J. Agric. Biol. ;26:201–208
15. Ma, L., Zhang, J., Ren, R., Fan, B., Hou, L. and Li, J., 2021. Effects of different organic nutrient solution formulations and supplementation on tomato fruit quality and aromatic volatiles. Archives of Agronomy and Soil Science, 67(4), 563-575.
16. Mafakheri, S., 2017. Effect of some organic and chemical fertilizers on morphological and biochemical factors of fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) J. Plant Prod. ;40:27–40.
17. Medi, H. H. and Manea, A. I., 2020. Effect of spraying with seaweed extract and organic fertilization on growth and yield of cultivars for green beans. Indian J. Ecol, 47, 275-280.
18. Mostafa, D. M., Abd El-Alim, S. H., Asfour, M. H., Al-Okbi, S. Y., Mohamed, D. A. and Awad, G., 2015. Transdermal nanoemulsions of Foeniculum vulgare Mill. essential oil: Preparation, characterization and evaluation of antidiabetic potential. Journal of Drug Delivery Science and Technology, 29, 99-106.
19. Ortiz-Bobea, A., Ault, T. R., Carrillo, C. M., Chambers, R. G. and Lobell, D. B., 2021., Anthropogenic climate change has slowed global agricultural productivity growth. Nature Climate Change, 11(4), 306-312.
20. Rouphael, Y., Franken, P., Schneider, C., Schwarz, D., Giovannetti, M., Agnolucci, M., ... and Colla, G., 2015. Arbuscular mycorrhizal fungi act as biostimulants in horticultural crops. Scientia horticulturae, 196, 91-108.
21. Peñaloza Monroy, J., Reyes Ramírez, A. K., González Huerta, A., Pérez López, D. D. J. and Sangerman-Jarquín, D. M., 2019. Fertilización orgánica con tres niveles de gallinaza en cuatro cultivares de papa. Revista mexicana de ciencias agrícolas, 10(5), 1139-1149.
22. Rasouli, F., Amini, T., Asadi, M., Hassanpouraghdam, M. B., Aazami, M. A., Ercisli, S., ... and Mlcek, J., 2022. Growth and antioxidant responses of lettuce (Lactuca sativa L.) to arbuscular mycorrhiza inoculation and seaweed extract foliar application. Agronomy, 12(2), 401.
23. Temminghoff, E. E. and Houba, V. J. (Eds.)., 2004. Plant analysis procedures. Dordrecht: Springer Netherlands.
24. Van Reeuwijk, L.P.(2002) Procedures for Soil Analysis, 6th ed.; Technical Paper 9; ISRIC; FAO: Rome, Italy,
25. Wang, C., Tian, B., Yu, Z. and Ding, J., 2020. Effect of different combinations of phosphorus and nitrogen fertilization on arbuscular mycorrhizal fungi and aphids in wheat. Insects, 11(6), 365.
26. Xiao, Y., Zhao, Z., Chen, L. and Li, Y., 2020. Arbuscular mycorrhizal fungi and organic manure have synergistic effects on Trifolium repens in Cd-contaminated sterilized soil but not in natural soil. Applied Soil Ecology, 149, 103485.