Evaluation of Yield and Energy Budget of Muskmelon Grown in Horizontal Hydroponic System under Different Nutrient Input
Date
2014
Authors
Laila Kamal Abd Al-Hadi Essa
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
The current research aimed at evaluating yield and energy budget of muskmelon grown in horizontal hydroponic system under different nutrient input conducted in a greenhouse in the new An-Najah National University campus. The hydroponic system consisted of four rectangular metal canals (28 cm wide, 22 cm high, 27m long) filed with non-growing media. Muskmelon seedlings were planted in the hydroponic canals and fertigated with different nutrients (Nitrogen, Potassium and Phosphorus - NPK-) and salinity levels. The extents of nutrient and salinity uptake and impact on plant growth , yield and energy budget were evaluated for one growing season.
Experiment started in 26th of March, 2013 as follows:
• Three canals were filled with a nutrient solution containing: Nitrogen, Phosphorous and Potassium with different amount of concentration for each canal ((1/4) copper, (1) copper and (1) copper +1000 ppm salts (NaCl)) respectively.
• The fourth canal was used as a reference, so no additions were inserted.
• Fresh water was allowed to enter the system from a tank that filled the champers in each canal.
• Excessive water was discharged from the end of the canal to a drainage tank.
After the completion of the experiment, nutrient solution was stored at −20 ◦C for nutrient analysis. Ion nitrate was determined by the Kjeldahl method. Macronutrients (P and K) were measured directly and simultaneously from nutrient solution using emission spectrometry. Results were expressed as mg dry weight plant−1 day.−1
Results for all nutrients used in the fertigation process indicated that:
1. Nitrogen percentage in stem and leaves had the largest percentage compared with roots and fruit, because nitrogen is concentrated in plant leaves. And it is observed that canal (2) had the largest value of nitrogen percentage compared with canals (1,3 and blank) .
2. Phosphorus concentrations in stem and leaves had the largest percentage compared with roots and fruit, because this element has a role in plant photosynthesis that concentrates phosphorus in plant leaves. It is observed that canal(2) had a large value of phosphorus in comparison with canals (1,3 and blank).
3. Potassium concentrations, roots had the large percent compared with (stem and leaves) and fruit, because these elements should be added to plant in the fruiting stage, for this reason adding more potassium before this stage or after it made potassium accumulate in roots .But it was observed that canal(2) had a large value for potassium compared with canals (1,3 and blank).
Results of total sugar for canals 1 and blank were approximately equal and differ from canal (2 and 3) that had larger percent of total sugar in the plant. This was due to large amounts of fertilizer added to these two canals (2 and 3).
Conductivity results indicated that stems and leaves had the largest conductivity value in the same canal while roots and fruits had the least value . But making a comparison between the four canals , canal 3 had the largest value, because (NaCl) salt was added to this canal.
As an outcome of this research it was concluded that:
1. Plant growth increased when Adding more fertilizer like canals 2 and 3 compared with canal 1and blank .
2. Energy budget increased when more fertilizer added to the plant like canals 2 and 3.
3. The presence of salt (NaCl) in canal (3) prevents plant from absorbing water and all nutrients from canal which leads to a decrease in plant productivity.
يهدف هذا البحث إلى تقييم المحصول و ميزانية الطاقة لنبات الشمام والتي تم زراعتها في نظام (الزراعة المائية الأفقية) تحت نسب مختلفة من المغذيات التي أجريت في دفيئة بلاستيكية في الحرم الجديد لجامعة النجاح الوطنية. يتألف نظام (الزراعة المائية) من أربع قنوات مستطيلة معدنية (28 سم العرض,22 سم الارتفاع و 37 م طول القناة ).تم زراعة أشتال الشمام في القنوات المائية مع اضافة نسب مختلفة من المغذيات (النيتروجين والبوتاسيوم والفسفور) ونسبة من الملوحة . وبعد انتهاء موسم زراعي واحد تم دراسة تأثير المغذيات والملوحة على نمو النبات وتقييم المحصول وميزانية الطاقة . بدأت التجربة في 26 مارس 2013 كما يلي: تم ملأ ثلاث قنوات بالمغذيات ( النيتروجين و الفسفور و البوتاسيوم ) بنسب مختلفة من التراكيز لكل قناة ((1/4)كوبر، (1)كوبر و(1) كوبر+ 1000جزء من المليون من ملح كلوريد الصوديوم .أما القناة الرابعة فتم استخدامها كمرجع ولم يتم إضافة أي من المغذيات إليها . تم السماح للمياه العذبة الموجودة في خزان بالدخول للنظام وملأ القنوات الأربعة , أما الماء الزائد فتم تصريفه في نهاية كل قناة من خلال خزان الصرف . بعد الانتهاء من التجربة تم تخزين المغذيات على درجة حرارة -20 لإجراء التحاليل اللازمة على كافة أجزاء النبتة من ساق وأوراق وجذور وثمار, حيث تم تحديد نسبة أيون النيتروجين باستخدام طريقة كلدال, وتم قياس تراكيز المواد الغذائية الأخرى (البوتاسيوم والفسفور ) مباشرة في وقت واحد باستخدام مطياف الانبعاث. وأشارت النتائج التي استخدمت في عملية التسميد لجميع المواد الغذائية على ما يلي : 1. لوحظ أن أعلى نسبة للنيتروجين تركزت في الساق والأوراق تليها الجذور ثم الثمار، وتبين أيضا أن القناة الثانية كانت تمتلك أعلى القيم من النيتروجين مقارنة بالقنوات الأولى والثالثة والرابعة . 2. تركز الفسفور في الساق والأوراق التي كانت تمتلك أعلى القيم تليها الجذور ثم الثمار, لأنه من المعرف ان عنصر الفسفور ضروري لعملية البناء الضوئي لذلك يتركز في الأوراق. وتبين أن القناة الثانية كانت تحمل أعلى القيم من الفسفور مقارنة بالقنوات الأولى والثالثة والرابعة . 3. لوحظ أن أعلى نسبة من عنصر البوتاسيوم تواجدت في الجذور مقارنة بالساق والأوراق والثمار , ويعود السبب في ذلك إلى أن هذا العنصر يجب أن يضاف للنبات في مرحلة الإثمار, لذلك إضافة المزيد من البوتاسيوم قبل أو بعد مرحلة الإثمار تجعل البوتاسيوم يتراكم في الجذور.ولكن عند إجراء المقارنة بين القنوات الأربعة تبين أن القناة الثانية تحمل أعلى القيم من البوتاسيوم . 4. لوحظ من نتائج السكر أن القناة الأولى والرابعة تقريبا لها نفس القيم أما القناة الثانية والثالثة كانت تحمل أيضا قيم متقاربة ولكنها عالية ويعود السبب في ذلك إلى إضافة كميات كبيرة من المغذيات للقناتين الثانية والثالثة . 5. وأشارت نتائج نسبة الملوحة إلى أن الساق والأوراق كانت تمتلك أعلى القيم مقارنة بالجذور والثمار. أما عند إجراء المقارنة بين القنوات الأربعة فكانت القناة الثالثة تحمل أعلى القيم وذلك بسبب إضافة ملح كلوريد الصوديوم إليها دونا عن باقي القنوات الأخرى. ومن النتائج التي تم التوصل إليها في هذا البحث ما يلي : 1. يزداد نمو النبات عند إضافة كمية كبيرة من المغذيات وهذا يظهر واضحا في القناتين الثانية والثالثة مقارنة بالقناتين الأولى والرابعة . 2. يزداد نسبة ميزان الطاقة (نسبة السكر في النبات ) بزيادة كمية المغذيات المضافة كما في القناتين الثانية والثالثة . 3. وجود ملح كلوريد الصوديوم قلل من قدرة النبات على امتصاص المغذيات من النظام وبالتالي انخفضت إنتاجية النبات وكان هذا واضحا في القناة الثالثة
يهدف هذا البحث إلى تقييم المحصول و ميزانية الطاقة لنبات الشمام والتي تم زراعتها في نظام (الزراعة المائية الأفقية) تحت نسب مختلفة من المغذيات التي أجريت في دفيئة بلاستيكية في الحرم الجديد لجامعة النجاح الوطنية. يتألف نظام (الزراعة المائية) من أربع قنوات مستطيلة معدنية (28 سم العرض,22 سم الارتفاع و 37 م طول القناة ).تم زراعة أشتال الشمام في القنوات المائية مع اضافة نسب مختلفة من المغذيات (النيتروجين والبوتاسيوم والفسفور) ونسبة من الملوحة . وبعد انتهاء موسم زراعي واحد تم دراسة تأثير المغذيات والملوحة على نمو النبات وتقييم المحصول وميزانية الطاقة . بدأت التجربة في 26 مارس 2013 كما يلي: تم ملأ ثلاث قنوات بالمغذيات ( النيتروجين و الفسفور و البوتاسيوم ) بنسب مختلفة من التراكيز لكل قناة ((1/4)كوبر، (1)كوبر و(1) كوبر+ 1000جزء من المليون من ملح كلوريد الصوديوم .أما القناة الرابعة فتم استخدامها كمرجع ولم يتم إضافة أي من المغذيات إليها . تم السماح للمياه العذبة الموجودة في خزان بالدخول للنظام وملأ القنوات الأربعة , أما الماء الزائد فتم تصريفه في نهاية كل قناة من خلال خزان الصرف . بعد الانتهاء من التجربة تم تخزين المغذيات على درجة حرارة -20 لإجراء التحاليل اللازمة على كافة أجزاء النبتة من ساق وأوراق وجذور وثمار, حيث تم تحديد نسبة أيون النيتروجين باستخدام طريقة كلدال, وتم قياس تراكيز المواد الغذائية الأخرى (البوتاسيوم والفسفور ) مباشرة في وقت واحد باستخدام مطياف الانبعاث. وأشارت النتائج التي استخدمت في عملية التسميد لجميع المواد الغذائية على ما يلي : 1. لوحظ أن أعلى نسبة للنيتروجين تركزت في الساق والأوراق تليها الجذور ثم الثمار، وتبين أيضا أن القناة الثانية كانت تمتلك أعلى القيم من النيتروجين مقارنة بالقنوات الأولى والثالثة والرابعة . 2. تركز الفسفور في الساق والأوراق التي كانت تمتلك أعلى القيم تليها الجذور ثم الثمار, لأنه من المعرف ان عنصر الفسفور ضروري لعملية البناء الضوئي لذلك يتركز في الأوراق. وتبين أن القناة الثانية كانت تحمل أعلى القيم من الفسفور مقارنة بالقنوات الأولى والثالثة والرابعة . 3. لوحظ أن أعلى نسبة من عنصر البوتاسيوم تواجدت في الجذور مقارنة بالساق والأوراق والثمار , ويعود السبب في ذلك إلى أن هذا العنصر يجب أن يضاف للنبات في مرحلة الإثمار, لذلك إضافة المزيد من البوتاسيوم قبل أو بعد مرحلة الإثمار تجعل البوتاسيوم يتراكم في الجذور.ولكن عند إجراء المقارنة بين القنوات الأربعة تبين أن القناة الثانية تحمل أعلى القيم من البوتاسيوم . 4. لوحظ من نتائج السكر أن القناة الأولى والرابعة تقريبا لها نفس القيم أما القناة الثانية والثالثة كانت تحمل أيضا قيم متقاربة ولكنها عالية ويعود السبب في ذلك إلى إضافة كميات كبيرة من المغذيات للقناتين الثانية والثالثة . 5. وأشارت نتائج نسبة الملوحة إلى أن الساق والأوراق كانت تمتلك أعلى القيم مقارنة بالجذور والثمار. أما عند إجراء المقارنة بين القنوات الأربعة فكانت القناة الثالثة تحمل أعلى القيم وذلك بسبب إضافة ملح كلوريد الصوديوم إليها دونا عن باقي القنوات الأخرى. ومن النتائج التي تم التوصل إليها في هذا البحث ما يلي : 1. يزداد نمو النبات عند إضافة كمية كبيرة من المغذيات وهذا يظهر واضحا في القناتين الثانية والثالثة مقارنة بالقناتين الأولى والرابعة . 2. يزداد نسبة ميزان الطاقة (نسبة السكر في النبات ) بزيادة كمية المغذيات المضافة كما في القناتين الثانية والثالثة . 3. وجود ملح كلوريد الصوديوم قلل من قدرة النبات على امتصاص المغذيات من النظام وبالتالي انخفضت إنتاجية النبات وكان هذا واضحا في القناة الثالثة