Effect of microbial fertilizer and vermicompost applications on plant growth, yield and nitrate content of head lettuce (Lactuca sativa L. var capitata)

Abstract

In this study, it was aimed to investigate the effects of vermicompost and microbial fertilizer application on the growth, yield and quality characteristics of head lettuce (Lactuca sativa L. var. capitata cv Bombola). In the research carried out under PE greenhouse conditions, the plot size was 20 m2 and a chemical fertilization (KG), 3 different doses of vermicompost (0, 100, 200 ve 400 kg da-1) and 2 application rates of microbial fertilizer (M- and M+) were used according to randomized block trial design. Microbial fertilizer application was placed two times: before sowing as seed coating and after transplanting as soil drenching. The harvested lettuce plants were determined average head weight (g plant-1), total yield (kg m-2), head length (cm), head diameter (cm), head fresh weight (g), head dry weight (g), leaf colour (L, a, b, croma, hue), pH, brix (%), ascorbic acid (Vitamin C) (mg 100 g-1) and nitrate (mg kg-1). According to the results of study, the application of 400 kg ha-1 vermicompost and microbial fertilizer have been increased plant growth as same as chemical fertilization. In additional, the colour and other quality criteria of the microbial fertilized head lettuce were better than chemical fertilized head lettuce and accumulation of nitrate was decreased significantly.

Keywords

• Vermicompost
• Microbial Fertilization
• Head lettuce
• Yield
• Nitrate accumulation

Mikrobiyal gübre ve vermikompost uygulamalarının baş salata (Lactuca sativa L. var capitata) yetiştiriciliğinde bitki gelişimi, verim ve nitrat içeriğine etkisi

Abstract

Bu çalışmada toprağa vermikompost ve mikrobiyal gübre uygulamalarının baş salata (Lactuca sativa L. var capitata cv Bombola ) yetiştiriciliğinde bitki gelişimi, verim ve kalitesi üzerine etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. PE sera koşullarına yapılan çalışmada parsel büyüklüğü 20 m2 olup, bir adet kimyasal gübreleme (KG) ile 4 farklı vermikompost (0, 100, 200 ve 400 kg da-1) ve 2 farklı dozda ticari mikrobiyal gübre (M- ve M+) dozu 3 tekerrürlü olmak üzere tesadüf blokları deneme desenine göre uygulanmıştır. Mikrobiyal gübre uygulaması tohuma uygulama ve dikim sonrası olarak iki defada yapılmıştır. Hasat edilen bitkilerde verim, bitki gelişimi ve kalitesini belirlemek için, ortalama baş ağırlığı (g bitki-1), toplam verim (kg m-2), baş boyu (cm), baş çapı (cm), baş yaş ağırlığı (g), baş kuru ağırlığı (g), yaprak rengi (L, a, b, croma, hue), pH, suda çözünebilir kuru madde (SÇKM) (%), askorbik asit (Vitamin C) miktarı (mg 100 g-1) ve nitrat içeriği (mg kg-1) ölçülmüştür. Deneme sonuçlarına göre, 400 kg da-1 vermikompost ve mikrobiyal gübre uygulamasının kimyasal gübreleme ile aynı şekilde bitki gelişimi oluşturduğu ve elde edilen bitkilerin renk ve diğer kalite kriterleri bakımın daha iyi olduğu, insan sağlığı açısından risk oluşturan nitrat birikimin ise kimyasal gübrelemeye göre önemli ölçüde azaldığı saptanmıştır.

Keywords

• Vermikompost
• Mikrobiyal Gübreleme
• Baş salata
• Verim
• Nitrat birikimi

References

1. Ak Göksu G, Öztokat Kuzucu C (2017) Karpuzda (Citrullus lanatus Thunb cv. Crimson Sweet) farklı dozlardaki vermikompost uygulamalarının verim ve bazı kalite parametrelerine etkisi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 3(2): 48-58.
2. Arancon NQ, Edwards CA, Atiyeh R, Metzger JD (2004) Effects of vermicomposts produced from food waste on the growth and yields of greenhouse peppers. Bio Resource Technology 93: 139-144.
3. Aydın M, Kılıç Ş (2010) Toprak Bilimi, Nobel Yayın Dağıtım Tic. Ltd. Şti., Nobel Yayın No: 1568, Ankara.
4. Baslam M, Garmendia I, Goicoechea N (2011) Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) improved growth and nutritional quality of greenhouse-grown lettuce. Journal of Agricultural and Food Chemistry 59(10): 5504-5515.
5. Black CA (1965) Methods of Soil Analysis. Part 2, American Society of Agronomy Inc., Publisher Madisson, Wilconsin, USA.
6. Bouyoucos GJ (1951) A recalibration of hydrometer method for making mechanical analysis of soils. Agronomy Journal 43: 434-438.
7. Castanheira N, Dourado AC, Alves PI, Cortes-Pallero AM, DelgadoRodriguez AI, Prazeres A, Borges N, Sanchez C, Crespo MTB, Fareleira P (2013) Annual ryegrass-associated bacteria with potential for plant growth promotion. Microbiological Research 169: 768-779.
8. Cemek M, Akkaya L, Birdane YO, Seyrek K, Bulut S, Konuk M (2007) Nitrate and nitrite levels in fruity and natural mineral waters marketed in western Turkey. Journal of Food Composition and Analysis 20: 236-240.

9. Chiesa A, León A, Mayorga I (2009) Quality of fresh cut lettuce (Lactuca sativa L.) as affected by lettuce genotype, nitrogen fertilization and crop season. Advances in Horticultural Science [rivista dell'ortofloroftutticoltura italiana] 23(3): 1000-1007.
10. Connolly D, Paul B (2001) Rapid determination of nitrate and nitrite in drinking water samples using ion-interaction liquid chromatography. Analytica Chimica Acta 441: 53-62.
11. Coria-Cayupán YS, Sánchez de Pinto MI, Nazareno MA (2009) Variations in bioactive substance contents and crop yields of lettuce (Lactuca sativa L.) cultivated in soils with different fertilization treatments. Journal of Agricultural and Food Chemistry 57(21): 10122-10129.
12. Çağlar KÖ (1949) Toprak Bilgisi. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, Sayı: 10.
13. Çakmakçı R (2005) Bitki gelişimini teşvik eden rizobakterilerin tarımda kullanımı. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 36: 97-107.
14. Çakmakçı R, Donmez F, Aydın A, Sahin F (2006) Growth promotion of plants by plant growth-promoting rhizobacteria under greenhouse and two different field soil conditions. Soil Biology and Biochemistry 38(6): 1482-1487.
15. EEA (2009) Water resources across Europe: Confronting water scarcity and drought. Environ. Agency. Copenhagen. http://www.eea.europa.eu/publications/water-resources-acrosseurope. Accessed 10 March 2019.
16. Eryüksel S (2016) Farklı oranlarda vermikompost uygulamasının bazı sebzelerin besin elementi içeriklerine olan etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ.
17. Fresenius W, Quentin KE, Schneider W (1998) Water Analyis. A practical Quide to Physicochemical, Chemical and Microbiological Water Examination and Quality Assurance. Springer-Verlag, Berlin.
18. Jackson ML (1967) Soil Chemical Analysis. Prentice Hall of India Private Limited, New Delhi.
19. Jahan FN, Shahjalal ATM, Paul AK, Mehraj H, Jamaluddin AFM (2014) Efficacy of vermicompost and conventional compost on growth and yield of cauliflower. Bangladesh Research Publications Journal 10(1): 33-38.
20. Javorekova S, Makova J, Medo J, Kovacsova S, Charousova I, Horak J (2015) Effect of bio-fertilizers application on microbial diversity and physiological profiling of microorganisms in arable soil. Eurasian Journal of Soil Science 4: 54-61.
21. Kacar B (1995) Bitki ve Toprağın Kimyasal Analizleri, III Toprak Analizleri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Eğitim, Araştırma ve Geliştirme Vakfı Yayınları, No: 3, Ankara.
22. Kacar B, İnal A (2010) Bitki analizleri. Nobel Yayınları No: 1241, Ankara.
23. Karagöz K, Kotan R (2016) Bitki gelişimini teşvik eden bazı bakterilerin marulun gelişimi ve Bakteriyel yaprak lekesi hastalığı üzerine etkileri. Türkiye Biyolojik Mücadele Dergisi 1(2): 165-179.
24. Kardüz Y, Tüzel Y, Öztekin GB (2015) Kapilar Sistemde Salata-Marul Yetiştiriciliğinde Mikoriza Uygulaması. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 52(2): 151-159.
25. Karipçin MZ, Şatır NY (2016) Su stresi koşullarında yetiştirilen marul sebzesinin verim ve besin içeriğine Arbusküler Mikorizal Fungus (AMF)’un etkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi 26(3): 406-413.
26. Kavak S, Bozokalfa M, Uğur A, Yağmur B, Eşiyok D (2003) Farklı azot kaynaklarının baş salatada (Lactuca sativa var. capitata) verim, kalite ve mineral madde miktarı üzerine etkisi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 40(3): 33-40.
27. Li J (2001) Microbial rertilizer research. Biology Bulletin 36(7): 5-7.
28. Lindsay WL, Norvell WA (1978) Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Science Society of America Journal 42(3): 421-428.
29. McGuire GR (1992) Reporting of objective color measurements. HortScience 27(12): 1254-1255.
30. Mısırlıoğlu M (2011) Toprak Solucanları, Biyolojileri, Ekolojileri ve Türkiye Türleri. Nobel Yayınları No: 1636, Ankara.
31. Mozafar A (1996) Decreasing the NO3 and increasing the vitamin C contents in spinach by a nitrogen deprivation method. Plant Foods for Human Nutrition 49: 155-162.
32. Nautiyal CS, Bhadauria S, Kumar P, Lal H, Mondal R, Verma D (2000) Stress induced phosphate solubilization in bacteria isolated from alkaline soils. FEMS Microbiology Letter 182: 291-296.
33. Olsen SR, Dean LA (1965) Phosphorus 1. Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties (1): 1035-1049.
34. Özkan N, Dağlıoğlu M, Ünser E, Müftüoğlu NM (2016) Vermikompostun ıspanak (Spinacia oleracea L.) verimi ve bazı toprak özellikleri üzerine etkisi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 4(1): 1-5.
35. Papathanasiou F, Papadopoulos I, Tsakiris I, Tamoutsidis E (2012) Vermicompost as a soil supplement to improve growth, yield and quality of lettuce (Lactuca sativa L.). Journal of Food, Agriculture & Environment 10(2): 677-682.
36. Parlak S, Güner D (2017) Mikrobiyal gübre uygulamasının karaçam (Pinus nigra Arnold. Subsp. Pallasiana (Lamb.) Holmboe) fidanlarının bazı morfolojik özelliklerine etkisi. Ormancılık Araştırma Dergisi 4(2): 100-106.
37. Pearson D, Churchill AA (1970) The chemical analyses of foods. Gloucester Place 104: 233.
38. Premuzic Z, Gárate A, Bonilla I (2002) Production of lettuce under different fertilisation treatments, yield and quality. Acta Horticulturae 571: 65-72.
39. Raupp J (1996) Fertilization effect on product qualiy and examination of parameters and methods for quality assessment. In: Roupp J. (Ed.), Quality of plant products grown with manure fertilization, Proceedings of the 1st Meeting Concerted Action Fertilization Systems in Organic Farming; Darmstadt, Germany, pp. 28-36.
40. Resmi Gazete (2008) Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği, Gıda Maddelerindeki Bulaşanların Maksimum Limitleri Hakkında Tebliğ (Tebliğ No: 2008/26) 17 Mayıs 2008, Sayı: 26879.
41. Ricci M, Dos SF, Casali VWD, Cardoso AA, Ruiz HA (1995) Nutrient contents in two lettuce cultivars fertilised with organic compost. Pesquisa-Agropecuaria-Brasileira 30(8): 1035-1039.
42. Rodriguez H, Fraga R (1999) Phosphate solubilizing bacteria and their role in plant growth promotion. Biotechnology Advances 17: 319-339.
43. Rosado AS, Seldin L (1993) Production of a Potentially Novel Antimicrobial Substance by Bacillus polymyxa. World Journal of Microbiology and Biotechnology 9(5): 521-528.
44. Ryu CM, Faraq MA, Hu CH, Reddy MS, Kloepper JW, Pare PW (2004) Bacterial volatiles induce systemic resistance in Arabidopsis. Plant Physiology 134: 1017-1026.
45. Shehata SM, Schmidhalter U, Valšíková M, Junge H (2016) Effect of bio-stimulants on yield and quality of head lettuce grown under two sources of nitrogen. Gesunde Pflanzen 68(1): 33-39.
46. Szwonek E (1986) Nitrates concentration in lettuce and spinach as dependent on nitrate doses. Acta Horticulturae 176: 93-97.
47. 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(özel sayı): 63-68.
48. Vassilev N, Fenice M, Federici F (1996) Rock phosphate solubilization with gluconic acid produced by immobilized Penicillium variabile P16. Biotechnology Techniques 10: 585-588.
49. Vural H, Eşiyok D, Duman D (2000) Kültür Sebzeleri (Sebze Yetiştiriciliği). Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, ISBN: 975-97190-0-2, Bornova, İzmir.