Effects of Vermicompost on Sustainable Agriculture Under Different Growing Conditions

Year 2023, Volume: 3 Issue: 2, 65 - 74, 31.12.2023

Büşra Yirmibeş , Alireza Lachin , Nur Ülger

Abstract

Sustainable agriculture aims to providing a healthy food source and a habitable environment for future generations, plays the fundamental role in agriculture, ensuring both food security and environmental sustainability. Organic fertilizers are frequently utilized in achieving these objectives in crops production. Vermicompost is a natural and high-valued organic fertilizer used in sustainable agricultural practices, resulting of organic waste breakdown by earthworms. The organic matter digested by worms forms vermicompost, containing beneficial nutrients for the soil and plants. This fertilizer enhances soil health and promotes plant growth. However, the growing environments of plants also hold significance in terms of sustainability. This study, focusing on the impact of vermicompost on plants grown under different conditions such as field, greenhouse, and soilless environments, emphasizes the role of vermicompost in improving soil health, reducing chemical fertilizer use, and serving as a significant component of sustainable agriculture. According to information gathered from literature studies, vermicompost contributes to plant yield and quality, predominantly in greenhouse conditions. It has been observed that vermicompost can serve as an alternative to chemical fertilizers or effectively reduce their usage and enhance sustainability, deciding optimal doses.

Keywords

Field, greenhouse, sustainable agriculture, soilless agriculture, vermicompost

Vermikompostun Farklı Yetiştirme Koşullarında Sürdürülebilir Tarım Üzerine Etkisi

Abstract

Sürdürülebilir tarım, gelecek nesiller için sağlıklı bir gıda kaynağı ve yaşanabilir bir çevre sağlama amacıyla tarımda temel bir rol oynamaktadır. Organik gübreler, bu hedeflere ulaşmada sıkça kullanılan araçlardandır. Vermikompost, toprak solucanları tarafından organik atıkların ayrıştırılması sonucunda elde edilen doğal ve yüksek değerli bir organik gübredir. Solucanların sindirdiği organik madde toprak ve bitkiler için faydalı besinleri içeren vermikompostu oluşturur. Bu gübre, toprak sağlığını iyileştirir ve bitki büyümesini teşvik eder. Ancak bitkilerin büyüdüğü çevrelerin de sürdürülebilirlik açısından önemi bulunmaktadır. Bu çalışma, farklı koşullar altında yetiştirilen bitkiler üzerinde vermikompostun etkisine odaklanmakta; tarla, sera ve topraksız ortamlarda vermikompostun toprak sağlığını iyileştirme, kimyasal gübre kullanımını azaltma ve sürdürülebilir tarımın önemli bir bileşeni olarak rolünü vurgulamaktadır. Literatür çalışmalarından elde edilen bilgilere göre, vermikompost farklı yetiştirme koşullarında bitki verimi ve kalitesine katkı sağlamaktadır. Verimli dozajların belirlenmesiyle, vermikompostun kimyasal gübrelere alternatif olarak kullanılabildiği ve onların kullanımını etkili bir şekilde azaltabildiği gözlemlenmiştir.

Keywords

Sera, sürdürülebilir tarım, tarla, topraksız tarım, vermikompost

References

• Abacıoğlu E., Yatgın S., Tokel E., Yücesoy P. (2020). Vermikompostun (Solucan Gübresi) Üretimi ve Bitki Beslenmesindeki Önemi, Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences, 3 (1), 1-10.
• Altunlu H. (2021). Mikrobiyal Gübre ve Vermikompost Uygulamalarının Baş Salata (Lactuca sativa L. var capitata) Yetiştiriciliğinde Bitki Gelişimi, Verim ve Nitrat İçeriğine Etkisi, Mediterranean Agricultural Sciences, 34 (1), 135-140. Doi:10.29136/mediterranean.801439.
• Arancon NQ., Edwards CA., Bierman P., Welch C., Metzger JD. (2003). Effects of vermicomposts on growth and marketable fruits of field-grown tomatoes, peppers and strawberries, Pedobiologia (Jena), 47, 731–735.
• Arancon NQ., Edwards CA., Bierman P., Welch C., Metzger JD. (2004). Influences of vermicomposts on field strawberries: 1. Effects on growth and yields, Bioresource Technol, 93, 145–153.
• Arancon NQ., Edwards CA., Bierman P., Metzger JD., Lucht C. (2005). Effects of vermicomposts produced from cattle manure, food waste and paper waste on the growth and yield of peppers in the field, Pedobiologia (Jena), 49, 297–306.
• Arancon NQ., Edwards CA, Babenko A., Cannon J., Galvis P., Metzger JD. (2008). Influences of vermicomposts, produced by earthworms and microorganisms from cattle manure, food waste and paper waste, on the germination, growth and flowering of petunias in the greenhouse, Appl. Soil Ecol, 39, 91–99.
• Arancon NQ, Pant A., Radovich T., Hue NV., Potter JK., Converse CE. (2012). Seed germination and seedling growth of tomato and lettuce as affected by vermicompost water extracts (Teas), HortScience, 47, 1722–1728.
• Arancon NQ. (2019). The effects of vermicompost tea on the growth and yield of lettuce and tomato in a non-circulating hydroponics system, Journal of Plant Nutrition, 42 (19), 2447-2458. Doi: https://doi.org/10.1080/01904167.2019.1655049.
• Aydın M., Demirsoy M. (2020). Topraksız Biber (Capsicum annum L.) Yetiştiriciliğinde Farklı Yetiştirme Ortamarının Verim ve Kalite Üzerine Etkileri, Manas Journal of Agriculture Veterinary and Life Sciences, 10 (1), 66-72.
• Calderon E., Mortley DG. (2021). Vermicompost soil amendment influences yield , growth responses and nutritional value of Kale ( Brassica oleracea Acephala group ), Radish ( Raphanus sativus ) and Tomato ( Solanum lycopersicum L ), Journal of Soil Science and Environmental Management, 12 (2), 86–93. https://doi.org/10.5897/JSSEM2021.0873
• Chacha JM., Thirumalai M., Idawa OK., Chilwea JP., Kilamba CJ. (2023). Greenhouse and open-field farming : A comparison through yield and growth parameters investigated in Dar es Salaam, Innovations in Agriculture, 6, 1-9. Doi: http://dx.doi.org/10.25081/ia.2023-02.
• Dayar N. (2019). Türki̇ye’de Solucan Gübresi̇ Üreti̇mi̇ni̇n Ekonomi̇k Anali̇zi̇, Yüksek Lisans Tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi, Bursa.
• Demir H., Polat E., Sönmez İ. (2010). Ülkemiz için yeni bir organik gübre: Solucan Gübresi. Tarım Aktüel, 14, 54-60.
• Dominguez J., Gomez-Brandon M. (2012). Vermicomposting: Composting with Earthworms to Recycle Organic Wastes, InTech, 29-48. Doi: https://doi.org/10.5772/33874
• Durukan H., Demirbaş A., Tutar U. (2019). The Effects of Solid and Liquid Vermicompost Application on Yield and Nutrient Uptake of Tomato, Turkish Journal of Agriculture - Food Science and Technology, 7 (7), 1069–1074.
• Durukan H., Saraç H., Demirbaş A. (2020). Farklı Dozlarda Vermikompost Uygulamasının Mısır Bitkisinin Verimine ve Besin Elementleri Alımına Etkisi, Ziraat Fakültesi Dergisi, Türkiye 13. Ulusal, I. Uluslararası Tarla Bitkileri Kongresi Özel Sayısı, 45–51.
• Göksu GA., Kuzucu CÖ. (2017). Karpuzda ( Citrullus lanatus ( Thunb .) Matsum . & Nakai ) Farklı Dozlardaki Vermikompost Uygulamalarının Verim ve Bazı Kalite Parametrelerine Etkisi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 3 (2), 48–58.
• Gutierrez-Miceli FA., Carlos GGR., Reiner RR., Miguel AA., Angela OLM., Cruz MJG., Dendooven L. (2008). Formulation of a Liquid Fertilizer For Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) Using Vermicompost Leachate. Bioresource Technol, 99 (14), 6174–6180.
• Haghighi M, Reza M, Jaime B, Teixeira A. (2016). The effect of municipal solid waste compost , peat , perlite and vermicompost on tomato ( Lycopersicum esculentum L .) growth and yield in a hydroponic system. International Journal of Recycling of Organic Waste in Agriculture, 5(3), 231–242. https://doi.org/10.1007/s40093-016-0133-7
• Jahan FN., Shahjala ATM., Paul AK., Mehraj H., Jamal Uddin AFM. (2014). Efficacy of vermicompost and conventional compostion growth and yield of caulıflower. Bangladesh Research Publications Journal, 10 (1), 33-38.
• Karademir S. (2019). Farklı Oranlarda Vermikompost Uygulamalarının Marulda (Lactuca sativa L.) Bitki Gelişimi, Kalite Özellikleri ve Besin Elementi İçeriği Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi, BOLU.
• Kayabaşı ET., Yılmaz O. (2021). The Importance of Vermicompost in Agricultural Production and Economy. Eurasian Journal of Agricultural Research, 5 (2), 146–159.
• Kist SGP., Joselia M., Matos MR., Witt SC., Luiz ME., Bemfica S.R., Dias OFB. (2019). The Vermicompost Anticipates Flowering and Increases Tomato Productivity, Agrociencia Uruguay, 23 (1), 1-7.
• Lakkireddy KKR., Kasturi K., Sambasiva Rao KRS. (2012). Role of Hydroponics and Aeroponics in soilness culture in Commercial Food Production, Journal of Agricultural Science & Technology, 1(1), 26-35
• Márquez-Quiroz C., López-Espinosa ST., Sánchez-Chávez E., García-Bañuelos ML., De la Cruz-Lázaro E., Reyes-Carrillo JL. (2014). Effect of vermicompost tea on yield and nitrate reductase enzyme activity in saladette tomato, Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 14 (1), 223–231. https://doi.org/10.4067/S0718-95162014005000018
• Nasiru A., Ismail N., Ibrahim MH. (2013). Vermicomposting : Tool for Sustainable Ruminant Manure Management, Journal of Waste Management, 2013. http://dx.doi.org/10.1155/2013/732759
• Özen İ., Şimşek ZC., Özçelik F., Saraç T. (2019). Solucan Gübresi üretim Tesisi için Bir Karar Destek Sistemi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 27(2), 85-92. Doi: http://dx.doi.org/10.31796/ogummf.558453.
• Özkan N., Dağlıoğlu M., Ünser E., Müftüoğlu NM. (2016). Vermikompostun Ispanak (Spinaca oleracea L.) Verimi ve Bazı Toprak Özellikleri üzerine Etkisi, ÇOMÜ Zir. Fak. Derg, 4(1), 1-5.
• Padmavathiamma PK., Li LY., Kumari UR. (2008). An experimental study of vermi-biowaste composting for agricultural soil improvement, Bioresource Technol. 99, 1672–1681.
• Pek S. (2023). Sıvı Yosun Gübresi ve Vermikompostun Arpa Gelişmi ve Kök Bölgesi Mikrobiyolojik Özelliklerine Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Harran Üniversitesi, Şanlıurfa.
• Peyvast G., Olfati JA., Madeni S., Forghani A., Samizadeh H. (2008). Vermicompost as a soil supplement to improve growth and yield of parsley, Intl. J. Veg. Sci., 14 (1), 82–92.
• Pomoni DI., Koukou MK., Vrachopoulos MG., Visiliadis L. (2023). A Review of Hydroponics and Conventional Agriculture Based on Energy and Water Consumption, Environmental Impact and Land Use. Energies, 16 (4), 1690. Doi: https://doi.org/10.3390/en16041690.
• Rahman MJ., Quamruzzaman M, Uddain J., Sarkar MD., Islam MZ., Zakia MZ., Subramaniam S. (2018). Photosynthetic response and antioxidant content of hydroponic bitter gourd as Influenced by organic substrates and nutrient solution, American Society for Horticultural Science, 53(9), 1314-1318.
• Roberts P., Jones DL., Edwards-Jones G. (2007). Yield and vitamin C content of tomatoes grown in vermicomposted wastes, J Sci Food Agric, 87, 1957-1963.1957–1963. https://doi.org/10.1002/jsfa
• Spehia RS., Singh SK., Devi M., Chauhan N., Singh S., Sharma D., Sharma JC. (2020). Effect of soilness media on nutrient uptake and yield of tomato (Solanum lycopersicum), Indian Journal of Agricultural Sciences, 90(4), 732-735.
• Srivastava PK., Singh PC., Gupta M., Sinha A., Vaish A., Shukla A., Singh N., Tewari SK. (2011). Influence of earthworm culture on fertilization potential and biological activities of vermicomposts prepared from different plant wastes, J. Plant Nutr. Soil Sci, 174, 420–429. https://doi.org/10.1002/jpln.201000174
• Tarım ve Orman Bakanlığı (TOB). (2021a). Sürdürülebilir Tarım Sistemlerine Doğru Ulusal Yol Haritası Raporu.
• Tarım ve Orman Bakanlığı (TOB). (2021b). Sürdürülebilir Tarım Sistemleri ülke Raporu. TURKIYE 2021 Raporu.
• Tavalı İE., Maltaş AŞ., Uz İ., Kaplan M. (2014). Vermikompostun beyaz baş lahananın (Brassica oleracea var. Alba) verim, kalite ve mineral beslenme durumu üzerine etkisi. Akdeniz üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 27 (1), 61-67.
• Teke Ş., Coşkan A., Aktaş H. (2019). Vermikompostun Domateste Verim ve Kalite Parametreleri Üzerine Etkileri The Effects of Vermicompost on Yield and Quality Parameters in Tomato, Türk Bilim ve Mühendislik Dergisi, 1 (1), 23–27.
• Thorat J.C., More AL. (2022). The Effect of Chemıcal Fertilizers on Envıronment and Human Health. IJSDR, 7 (2), 99-105.
• Tognetti C., Laosa F, Mazzarino MJ, Hernandez MT. (2005). Composting vs. vermicomposting: A comparison of end product quality. Compost Sci. Util, 13, 6–13.
• Tunç MH. (2021). Değişen bir Dünyada Sürdürülebilir Tarım Yönetimi, Chapter 6: Organik Atıkların Kaliteli Gübreler Olarak Toprakla Yeniden Buluşturtulması Süreci, iksad, 155-180.
• Turhan Ş. (2005). Tarımda Sürdürülebilirlik ve Organi̇k Tarım. Tarım Ekonomisi Dergisi, 11 (1), 9–24. http://dergipark.gov.tr/download/article-file/253316
• Türkmen LG., Akça ŞB., Akıllı HN., Gonca E. (2020). Solucan Gübresinin Çaycuma İlçesinde Tarla Koşullarında Domates (Solanum lycopersicum L.) Bitkisinin Verimi üzerine Etkileri, Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences,4 (1), 62-71.
• Wang XX., Zhao F., Zhang G., Zhang Y., Yang L. (2017). Vermicompost improves tomato yield and quality and the biochemical properties of soils with different tomato planting history in a greenhouse study, Frontiers in Plant Science, 8, 1978. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01978
• Xu C., Mou B. (2017). Vermicompost Affects Soil Properties and Spinach Growth , Physiology , and Nutritional Value, HortScience, 51 (7), 847-855. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.51.7.847
• Zhang Y., Zhao G., Cheng P., Yan X., Li Y., Cheng D., Chen J., Shen W., Yan X., Li Y., Cheng D. (2019). Nitrite accumulation during storage of tomato fruit as prevented by hydrogen gas, International Journal of Food Properties, 22 (1), 1425–1438. https://doi.org/10.1080/10942912.2019.1651737