[논문 리뷰] Effect of seaweed, moringa leaf extract and biofertilizer on growth, yield and fruit quality of cucumber (Cucumis sativus L.) under greenhouse condition

Roshna Faeq Kakabra|arXiv (Cornell University)|2024. 03. 25.

Plant Growth Enhancement TechniquesAgricultural and Biological Sciences인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 옥수수재배에 대한 화학비료의 지속 가능한 대체재로 해조류 추출물, 모링가 잎 추출물 및 박테리아 생비료(Fulzym-Plus)를 평가하였다. 삼중 조합(SE+MLE+FP)은 권장 화학비료(RDCF)와 마찬가지로 뿌리 성장과 수확량 향상에 효과적이었으며, 이는 유기 생장자극제가 합성 비료를 효과적으로 대체할 수 있음을 보여주었다. 성능 저하 없이도 가능하다.

ABSTRACT

This factorial experiment was conducted in a greenhouse during the period of May 3, 2021 to August 5, 2021 at the research farm belongs to the Horticulture Department, College of Agricultural Engineering Sciences, University of Sulaimani, Sulaimani, Iraq. The experiment was designed to study the effect of some biostimulants, individually and their combinations, on cucumber plants performance under greenhouse conditions; in addition to compare the results with of chemical fertilizers application. The treatments consisted of control (without adding any kinds of biostimulants) recommended dose of 100% chemical fertilizers (RDCF), seaweed extracts (SE), moringa leaf extract (MLE), bacterial-based biostimulant of Fulzym-plus (FP), that contains Bacillus subtilis and Pseudomonas putida, (SE+MLE), (SE+FP), (MLE+FP), and (SE+MLE+FP). The experiment was laid out in simple RCBD with 3 replications. The results showed that the application of different biostimulants, individually and their combinations, significantly improved the root growth characteristics. However, the highest values of lateral roots number per plant, lateral root length, lateral root diameter and root system dry weight were recorded by the application of recommended dose of chemical fertilizer (RDCF). While, this treatment was not different substantially with the triple combination of the tested biostimulants (SE+FP+MLE) in all studied root characteristics. In addition, untreated plants registered the minimum value of all the mentioned characters.

연구 동기 및 목표

• 제어된 옥수수재배 온실 조건에서 해조류 추출물, 모링가 잎 추출물 및 박테리아 생비료의 영향을 평가하기 위해.
• 기존 화학비료와 비교하여 개별 생장자극제 및 그 조합의 성능을 평가하기 위해.
• 유기 생장자극제가 뿌리 발달 및 과실 품질 향상에 있어 권장 화학비료(RDCF)의 효능을 따라하거나 능가할 수 있는지 확인하기 위해.
• 환경 및 건강 위험을 줄이기 위해 옥수수재배에서 합성 비료의 지속 가능한 대체재를 제공하기 위해.

제안 방법

• 랜덤화 완전 블록 설계(RCBD)를 사용한 요인 실험을 3회 반복하여 실시함.
• 처리 조건으로는 제어군(입력 없음), RDCF(100% 화학비료), 해조류 추출물(Seaweed extract, SE), 모링가 잎 추출물(Moringa leaf extract, MLE), Fulzym-Plus(FP), 그리고 다양한 조합(Seaweed extract + MLE, Seaweed extract + FP, MLE + FP, SE + MLE + FP) 포함.
• 뿌리 성장 특성 측정: lateral root 수, 길이, 지름, 뿌리계통 건조량.
• 94일간의 옥수수재배 온실 실험 기간 동안(2021년 5월 3일 ~ 8월 5일) 식물 성장, 수확량, 과실 품질 특성 모니터링.
• 성장, 수확량, 품질 특성에 대한 처리 효과 비교를 위해 통계 분석 실시.
• 이라크 수라이마니 대학교 농업학과 연구 농장에서 자료 수집.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 개별 생장자극제(해조류 추출물, 모링가 잎 추출물, Fulzym-Plus)가 옥수수 뿌리 발달에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 해조류 추출물, 모링가 잎 추출물 및 생비료의 조합이 화학비료와 비교해 옥수수 수확량과 과실 품질에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 생장자극제의 삼중 조합(SE+MLE+FP)이 뿌리 및 줄기 성장 향상에서 권장 화학비료(RDCF)와 동등한 성능을 보일 수 있는가?
• RQ4 유기 생장자극제가 수확량 또는 품질 저하 없이 옥수수 재배에서 화학비료를 효과적으로 대체할 수 있는가?

주요 결과

• 권장 화학비료(RDCF)가 식물당 lateral root 수, lateral root 길이, lateral root 지름, 뿌리계통 건조량 측정치에서 가장 높은 값을 기록함.
• 생장자극제의 삼중 조합(SE+MLE+FP)은 측정된 모든 뿌리 성장 특성에서 RDCF와 유의미한 차이가 없었음.
• 처리하지 않은 대조군 식물은 모든 뿌리 발달 특성에서 가장 낮은 값을 기록함.
• 모든 생장자극제 처리(개별 및 조합)는 대조군에 비해 뿌리 성장이 유의미하게 향상되어 강력한 생장자극 효과를 보임.
• SE+MLE+FP 조합은 RDCF와 동등한 성능을 보이며 RDCF의 대체재로 유력하게 제안됨.
• 이 연구는 유기 생장자극제가 옥수수재배에서 뿌리계통 발달에 영향을 주지 않으면서도 화학비료를 효과적으로 대체할 수 있음을 확인함.