Effects of organic amendment on soil characteristics and uptake of nickel by alyssum murale
Künye
Thapaliya, S. (2022). Effects of organic amendment on soıl characteristics and uptake of nickel by alyssum murale. (Yüksek lisans tezi). Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun.Özet
Serpentine soils are widely distributed in different parts of the Eastern and
Central Rhodopes. Serpentine soils, which contain relatively high concentrations of
nickel and some other metals, are the preferred substrate for some plants, especially
those that accumulate Ni in their tissues. The Ni hyperaccumulator Alyssum murale is
widely present in serpentine region and can accumulate upto 1-3% Ni in biomass. The
objective of this study was to determine the main soil characteristics and mineral
composition of the serpentine soil used in the experiment and to investigate the
influence of organic additives on soil characteristics and the amount of phytoavailable
forms of nickel, micro and macro elements. A Milestone 1200 MEGA microwave
system with a 10 MRD 300 rotor (10 positions) was used in the mineralisation of some
of the soil and plant material samples. An atomic absorption spectrometer and atomic
emission spectrometer ICP-AES were used to determine the macro-and trace element
contents of soil and plant samples. After introducing organic additives in the
cultivation, the pH values increased.The results of this study indicate that pH affects
the mobile forms of metals. Significant negative correlations were found between pH
and DTPA- available forms of Ni. The application of organic additives leads to an
increase in the soil CEC, the dose being influential. As the amount of compost and
vermicompost applied increased to 5%, the CEC increased to 21.99 mmolc/kg and
18.98 mmolc/kg, respectively, compared to the control (13.99 mmolc/kg). The
application of organic additives leads to a decrease in the soil's bioavailable Ni (DTPA)
content, and this decrease is more pronounced at 5% additive application in all
treatments. The most significant decrease was observed with the application of 5%
vermicompost (77.4 mg/kg). The application of organic additives had a pronounced
beneficial effect on plant development and increased aboveground plant mass. When
5% activated charcoal and 5% biochar were added, the biomass increased to 665 mg
and 766 mg, respectively. However, the most significant increase was with the
application of compost, leading to an increase in plant biomass to 1281 mg (2.5%
compost) and 1852 mg (5% compost). The results obtained after calculating the yield
showed that the organic additives had a positive effect on the yield. In the variant with
a 5% compost application, the Ni yield was three times higher than the control. Results
obtained suggest that addition of organic amendments helps to improve the soil
condition and uptake of different elements from the soil. Serpantinli topraklar, Doğu ve Orta Rodopların farklı yerlerinde geniş bir şekilde
yayılış göstermektedir. Nispeten yüksek konsantrasyonlarda nikel ve diğer bazı
metaller içeren serpantin topraklar, bazı bitkiler için, özellikle dokularında Ni
biriktirenler için tercih edilen substrattır. Ni hiperakümülatörü Alyssum murale
serpantin bölgesinde yaygın bir dağılım göstermekte ve biyokütlede %1-3'e kadar Ni
biriktirebilmektedir. Bu çalışmanın amacı, denemede kullanılan serpantin toprağının
temel toprak özelliklerini ve mineral bileşimini belirlemek ve organik madde
ilavesinin toprak özellikleri üzerindeki etkisini ve nikel, mikro ve makro elementlerin
alınabilir formlarının miktarını araştırmaktır. Bazı toprak ve bitki materyali
örneklerinin mineralizasyonunda 10 MRD 300 rotorlu (10 konumlu) bir Milestone
1200 MEGA mikrodalga sistemi kullanılmıştır. Toprak ve bitki numunelerinin makro
ve mikro element içeriklerini belirlemek için atomik absorpsiyon spektrometresi
atomik emisyon spektrometresi ICP-AES kullanılmıştır. Yetiştiriciliğe organik katkı
maddelerinin eklenmesinden sonra pH değerleri artmıştır. Çalışma sonunda toprak
pH'sının metallerin hareketli formlarını etkilediğini belirlenmiştir. Alınabilir Ni
formları ile pH ve DTPA ile ekstrakte edilebilir miktarları arasında önemli negatif
korelasyonlar belirlenmiştir. Topraklara organik madde uygulanması, etkili olan dozla
toprak KDK’sında önemli artış sağladığı saptanmıştır. Uygulanan kompost ve
vermikompost miktarı %5'e yükseldikçe, KDK, kontrole (13.99 mmolc/kg) kıyasla
sırasıyla 21.99 mmolc/kg ve 18.98 mmolc/kg'a yükseldiği belirlenmiştir. Organik
materyal uygulanması toprağın alınabilir Ni (DTPA) içeriğinde azalmaya yol açdığı
ve bu azalma tüm uygulamalarda %5 katkı uygulamasında daha belirgin olduğu
bulunmuştur. En belirgin azalmanın ise %5 vermikompost (77,4 mg/kg)
uygulamasında sağlandığı belirlenmiştir. Organik materyal uygulanması, bitki
gelişimi üzerinde belirgin bir faydalı etkiye sahiptir ve bitkinin toprak üstü
biyokütlesini artırdığı saptanmıştır. %5 aktif kömür ve %5 biochar ilave edilmiş
toprakta bitki biyokütlesinin sırasıyla 665 mg ve 766 mg'a yükseldiği belirlenmiştir.
Bununla birlikte, en önemli artışın kompost uygulamasında sağlandığı ve bitki
biyokütlesinde 1281 mg (%2.5 kompost) ve 1852 mg (%5 kompost) artışa neden
olduğu bulunmuştur. Organik materyallerin ürün verimi üzerinde olumlu bir etkiye
sahip olduğu, %5 kompost uygulamasında, Ni veriminin kontrolden üç kat daha
yüksek olduğu saptanmıştır. Elde edilen sonuçlar, organik materyallerin topraklara
ilavesiyle toprak koşullarının iyileştiği ve topraktan farklı elementlerin alınmasına
yardımcı olduğu belirlenmiştir.