The effects of hazelnut husk compost with Bacillus megaterium Var.phosphaticum on phosphorus dynamics of soil and wheat yield

Abstract

Compost has been revealed as a sustainable soil amendment, which can improve soil available phosphorus (P) status and stimulate crop development. Hazelnut husk applications have already displayed their performance for better soil management and plant growth. Interestingly, there is no clear information about implementing hazelnut husk compost (HHC) in conjunction with phosphate solubilizing bacteria (PSB) for sustainable wheat yield. Therefore, in this study, the prime objective was to evaluate the effect of hazelnut husk compost and Bacillus megaterium var. phosphaticum on soil P improvement and wheat production. The experiment was conducted under the Department of Soil Science and Plant Nutrition, Ondokuz Mayis University (OMU). The experiment was arranged in a completely randomized design with four single (1%, 2%, 4% compost and bacteria) and three combined treatments (1%C + bacteria, 2%C + bacteria, and 4%C + bacteria) with three replications and three controls. Plant development and grain yield were monitored carefully. The results demonstrate that both individual and merged applications significantly promoted plant growth and increased soil health. The results suggest that higher compost doses increase plant water-use efficiency. However, for better wheat yield, single application of 1% compost is sufficient, as this is significantly similar to 2% and 4% applications. On the other hand, considering the combined treatments, the 4% compost + bacteria illustrates the highest yield. It recommends that for single HHC amendment, a low dose is enough, and for HHC-bacteria integrated application, a higher dose is better to get the maximum grain production. Organic amendments positively influenced the soil pH, EC, organic carbon, and exchangeable cations. The plant-available P and alkaline phosphatase enzyme showed a significant negative relationship. It indicates that when plants uptake P for their development and soil continues to lack this nutrient, the bacteria become more functional to release phosphatase enzyme to solubilize P. The treatments also represented improvements in respiration and microbial biomass carbon in the soil. The outcomes of this research can assist in understanding how soil chemical and biological activities are influenced by hazelnut husk compost and PSB applications, which will be valuable in accomplishing appropriate soil management in sustainable agriculture.

Kompost, toprağın mevcut fosfor (P) durumunu iyileştirebilen ve ürün gelişimini teşvik edebilen sürdürülebilir bir toprak değişikliği olarak ortaya çıkmaktadır. Fındık zurufu uygulamaları, daha iyi toprak yönetimi ve bitki gelişimi için etkide bulunduğu önceki çalışmalarla belirlenmiştir.Buna karşın, sürdürülebilir buğday verimi için fındık zurufu kompostunun (HHC) fosfat çözücü bakteriler (PSB) ile birlikte uygulanması hakkında bilimsel bir bulgu bulunmamaktadır. Bu nedenle, bu çalışmanın temel amacı, fındık zurufu kompostunun ve Bacillus megaterium var phosphoticum ile aşılamanın topraktaki P dinamikleri ve buğday üretimi üzerineetkilerinin belirlenmesidir. Deneme, Ondokuz Mayıs Üniversitesi (OMÜ) Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü serasında gerçekleştirilmiştir. Deneme toprağı OMÜ'nün tarımsal deneme arazisinden alınmıştır. Alınan toprak, kil bünyeli olup sadece artan dozlarda kompost (C) uygulaması (%0, %1C, %2C, %4C), sadece bakteri (B) uygulaması ve kompost ve bakterinin beraberce uygulaması şeklinde (%1C+B, %2 C+B ve %4 C+B) üç tekerrürlü olarak tesadüf parselleri deneme desenine göre yürütülmüştür. Deneme sonunda bitki gelişimi ve buğday bitkisinin tane verimleri belirlenmiştir. Buğday hasadından sonra, alınan toprak örneklerinde toprakların bazı kimyasal ve biyolojik özelliklerindeki değişimler araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, fındık zurufu kompostunun artan dozlarda tek başına uygulanmasıyla hem de kompostun bakteri aşılaması ile topraklara uygulanması sonunda bitkideki ürün verimini artırdığı ve toprak özelliklerini iyileştirdiği belirlenmiştir. Ayrıca elde edilen sonuçlar, daha yüksek kompost uygulama dozlarının bitkinin su kullanım verimliliğini arttırdığını da göstermektedir. Bununla birlikte, daha yüksek buğday verimi için, %1 kompostun tek seferde uygulamasının yeterli olduğu saptanmıştır. Ayrıca, kombine işlemler göz önüne alındığında, %4 C+B uygulamaının en yüksek verimi gösterdiği saptanmıştır. Yapılan uygulamaların toprak pH'sını, EC'yi, organik karbonu ve değişebilir katyonları olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. Ayrıca, bitkideki P ile toprak alkalen fosfataz enzim aktivitesi arasında önemli bir negatif ilişkiler saptanmıştır. İyi bir bitki gelişimi için P'yi kaldırmakta ve toprakta eksilen bu besin maddesi bakterilerin P'nin çözünürlüğünü artırmak için fosfataz enzimini salgılayarak organik P'u parçalamakta ve topraktaki alınabilir P'nin miktarını artırmaktadır. Yapılan uygulamaların toprak solunumu ve mikrobiyal biyomas C'nu da artırdığı belirlenmiştir.