Investigation of different colemanite and borax mixtures as slow-release and lower-risk boron fertilizers for soybean

Abstract

Bor toksisitesi, bitki üretimini olumsuz etkileyen yaygın bir mikro besin bozukluğudur. En yaygın olarak kullanılan bor gübreleri boraks ve borik asittir, yüksek çözünürlükleri nedeniyle, yüksek bir toksisite riski oluştururlar. Kolemanit, bor eksikliğinin hemen düzeltilmesinin gerekli olduğu kısa vadede potansiyel olarak sınırlı bir etkinliğe sahip olan nispeten daha az çözünür bir bor gübresidir. Boraks ve kolemanitin tek başına veya farklı yüzdelerde kombinasyon halinde soya fasulyesi üzerindeki etkilerini araştırmak için, toprak ve topraksız kültürde farklı konsantrasyonlarda granül B gübrelerinin endüstriyel prototipleri kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında, soya fasulyesi sürgün ve kök sistemindeki B hasarını incelemek ve bu hasarın ciddiyetinin B kaynağındaki boraks ve kolemanit yüzdelerine ve büyüme ortamının pH'ına nasıl bağlı olduğunu belgelemek için toksik B seviyeleri kullanılmıştır. Soya fasulyesindeki bor toksisitesi, sürgün ve kök büyümesinin değişmesine ve tohum veriminde kayıplara neden olmuştur. Herhangi bir B dozunda, daha yüksek bir kolemanit yüzdesi, büyüme ortamından sızmayı azalttı ve kısa vadede B toksisitesini hafifletti. Bununla birlikte, serbest drenaj sistemlerinde, aşırı B'nin ağırlıklı olarak kolemanit formunda uygulanması, uzun vadede daha büyük hasara yol açmıştır. Soya fasulyesinde, kolemanitte nispeten yüksek olan bir B kaynağının kullanılması, aşırı gübreleme durumu dışında B toksisitesi riskini en aza indirir. Granüler formdaki boraks-kolemanit kombinasyonları, daha güvenli, hemen etkili fakat aynı zamanda yavaş salınan B gübreleri olarak umut vericidir.Boron toxicity is a widespread micronutrient disorder that negatively affects crop production. The most commonly used B fertilizers are borax and boric acid, and due to their high solubility, they represent a high toxicity risk. Colemanite, is a relatively less soluble B fertilizer which has a potentially limited efficacy in the short run, where an immediate correction of B deficiency is required. To investigate the effects of borax and colemanite either alone or in combinations at different percentages on soybean, industrial prototypes of granular B fertilizers were used at different concentrations in soil and soilless culture. In this thesis study, toxic levels of B were used to study the B damage to soybean shoot and root system and to document how the severity of this damage depends on the percentages of borax and colemanite in the B source and the pH of the growth medium. Boron toxicity in soybean resulted in altered shoot and root growth, and losses in seed yield. At any given B supply, a higher percentage of colemanite reduced leaching from the growth medium and alleviated the B toxicity in the short run. However, in freely draining systems, application of excessive B predominantly in the form of colemanite led to greater damage in the long run. In soybean, using a B source that is relatively high in colemanite minimizes the risk of B toxicity, except in the case of excessive fertilization. Borax-colemanite combinations in granular form are promising as safer, immediately effective but also slow-release B fertilizers.