Proposing cost-effective alternatives of eggshell and pine cone to perlite for to use in hydroponic farming of iceberg lettuce: Evaluations under modified conditions for vegetative responses and antioxidant efficiency

Marul bitkisinin hidroponik yetiştiriciliğinde perlite düşük maliyetli alternatifler olarak yumurta kabuğu ve çam kozalağının önerilmesi: Vejetatif yanıtlar ve antioksidan etkinliği açısından değiştirilmiş koşullar altında değerlendirmeler

Abstract

When considered within the context of resource efficiency in horticulture, perlite can be considered as tasking due to its extraction procedure and energy footprint despite its prominence as inert support medium for soilless lettuce production. We assessed whether two locally available organic residues, ground eggshell and shredded pine cone, can replace perlite in iceberg lettuce (Lactuca sativa L.) deep water culture. To conduct a factorial assessment, a commercial control nutrient solution coupled with three different support media were combined with nine modified solutions of potassium, calcium, and magnesium in concentrations of 5%, 10%, and 15% above the baseline for each modified solution. After 60 days, root length, leaf number, leaf length, marketable head weight, dry matter ratio, and DPPH radical scavenging capacity were recorded. Substrate did not significantly affect any vegetative trait when averaged across nutrient treatments (p > 0.05). In perlite, +5% and +10% potassium and +10% calcium reduced root length compared with the control (p < 0.05). Marketable head weight ranged from 325 to 440 g; the highest values were obtained on pine cone at +15% potassium. Dry matter ratio peaked at 4.2% under the same combination. DPPH EC50 lay between 18.97 and 59.72 μg mL−1, with the strongest antioxidant capacity in the control solution on perlite. Eggshell and pine cone produced outcomes statistically indistinguishable from perlite, suggesting that both materials are credible alternatives for low-input for plant hydroponic culturing systems.

Perlit, topraksız marul üretiminde baskın inert destek ortamıdır, ancak çıkarılması ve enerji ayak izi, kaynak bilincine sahip bahçeciliğin hedefleriyle pek bağdaşmamaktadır. Yerel olarak temin edilebilen iki organik kalıntı olan öğütülmüş yumurta kabuğu ve kalın öğütülmüş çam kozalağının, marul (Lactuca sativa L.) bitkisinin hydroponic su kültüründe perlitin yerini alıp alamayacağı bu çalışmada değerlendirilmiştir. Faktöriyel bir deneme oluşturularak, üç destek ortamı ve potasyum, kalsiyum veya magnezyum besin maddelerinin %5, %10 ve %15 konsantrasyonlarında kullanıldığı dokuz modifiye çözelti ile birleştirilmiştir. 60 gün sonra, kök uzunluğu, yaprak sayısı, yaprak uzunluğu, pazarlanabilir baş ağırlığı, kuru madde oranı ve DPPH radikal temizleme kapasitesi kaydedildi. Besin uygulamaları genelinde ortalama alındığında, substratın herhangi bir bitkisel özelliği önemli ölçüde etkilemediği görüldü (p > 0,05). Perlit içinde, +%5 ve +%10 potasyum ve +%10 kalsiyum, kontrol grubuna kıyasla kök uzunluğunu azalttı (p < 0,05). Pazarlanabilir baş ağırlığı 325 ila 440 g arasında değişti; en yüksek değerler +%15 potasyum içeren çam kozalağında elde edildi. Kuru madde oranı aynı kombinasyonda %4,2'ye ulaştı. DPPH EC50 değerleri 18,97 ile 59,72 μg mL−1 arasında değişti ve en güçlü antioksidan kapasitesi perlit üzerindeki kontrol çözeltisinde gözlendi. Yumurta kabuğu ve çam kozalakları, perlit ile istatistiksel olarak ayırt edilemeyen sonuçlar üretti; bu da her iki malzemenin de düşük girdi gerektiren hidroponik bitki yetiştirme sistemleri için güvenilir alternatifler olduğunu göstermektedir.