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Potential Effect of Horse Manure-green Waste and Olive Pomace-green Waste Composts on Physiology and Yield Of Garlic (Allium sativum L.) and Soil Fertility

Potenzielle Auswirkungen von Kompost aus Pferdemist bzw. Oliventrester und Grünabfällen auf die Physiologie und den Ertrag von Knoblauch (Allium sativum L.) sowie die Bodenfruchtbarkeit

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Gesunde Pflanzen Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The use of composts appears to be a promising strategy to promote plant growth performance and to enhance soil fertility under field conditions. The objective of the present study was to select the best organic amendment able to enhance garlic growth, yield, physiological and biochemical parameters, as well as to improve soil fertility. The experiment was carried out under field conditions using three treatments: Control (C), Compost 1: horse manure-green waste (C1) and Compost 2: olive pomace-green waste (C2). To evaluate the effects of the application of the two composts on garlic growth, soil fertility and plant physiological, biochemical and nutritional traits were measured. The results showed that C1 decreased soil pH compared to the control, while electrical conductivity increased considerably for C2. In addition, nitrogen (N), phosphorus (P), total organic carbon (TOC) were significantly increased in soil for C1 followed by C2. The increase percentages of shoots dry biomass with C1 and C2 compared to the control were 64.9% and 158%, respectively. Moreover, for bulbs yield, the composts C1 and C2 produced 46.5% and 41.9%, respectively. Besides, physiological and biochemical parameters of garlic were improved by C1 and C2 compared to control plants. Moreover, antioxidant enzymes such as PPO and POX, decreased significantly in treated plants. Furthermore, mineral analyses showed that C1 and C2 significantly improved minerals contents in leaves and bulbs compared to the control. The results demonstrate the potential of horse manure-green waste compost for the improvement and optimization of soil fertility and crop productivity. This organic amendment could be an efficient practice and a potential bio-fertilizer to improve growth and development as well as biological agriculture of garlic production.

Zusammenfassung

Die Verwendung von Komposten scheint eine vielversprechende Strategie zur Förderung der Wachstumsleistung von Pflanzen und zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit unter Feldbedingungen zu sein. Ziel der vorliegenden Studie war die Auswahl der besten biologischen Ergänzung, die in der Lage ist, da Knoblauchwachstum, den Ertrag, physiologische und biochemische Parameter sowie die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern. Das Experiment wurde unter Feldbedingungen mit drei Behandlungen durchgeführt: Kontrolle (C), Kompost 1: Pferdemist-Grünabfälle (C1) und Kompost 2: Oliventrester-Grünabfälle (C2). Um die Auswirkungen der Anwendung der beiden Komposte auf das Knoblauchwachstum zu bewerten, wurden die Bodenfruchtbarkeit und pflanzenphysiologische, biochemische und ernährungsphysiologische Merkmale gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass C1 den pH-Wert des Bodens im Vergleich zur Kontrolle senkte, während die elektrische Leitfähigkeit für C2 erheblich zunahm. Darüber hinaus waren Stickstoff (N), Phosphor (P) und organischer Gesamtkohlenstoff (TOC) im Boden für C1 signifikant erhöht, gefolgt von C2. Der prozentuale Anstieg der Trockenmasse der Triebe mit C1 und C2 im Vergleich zur Kontrolle betrug 64,9 % bzw. 158 %. Darüber hinaus produzierten die Komposte C1 und C2 einen Zwiebelertrag von 46,5 % bzw. 41,9 %. Außerdem wurden die physiologischen und biochemischen Parameter von Knoblauch durch C1 und C2 im Vergleich zu den Kontrollpflanzen verbessert. Des Weiteren gingen antioxidative Enzyme wie PPO und POX in den behandelten Pflanzen deutlich zurück. Ferner ergaben Mineralstoffanalysen, dass C1 und C2 den Mineralstoffgehalt in Blättern und Zwiebeln im Vergleich zur Kontrolle signifikant verbesserten. Die Ergebnisse zeigen das Potenzial des Kompostes aus Pferdemist und Grünabfällen für die Verbesserung und Optimierung der Bodenfruchtbarkeit und Pflanzenproduktivität. Diese biologische Ergänzung könnte eine effiziente Maßnahme und ein potenzieller Biodünger sein, um Wachstum und Entwicklung sowie die ökologische Landwirtschaft der Knoblauchproduktion zu verbessern.

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Funding

This work was funded by the Socially Responsible Projects, Cadi Ayyad University UCAM/RSU 2018 (Pr. Meddich A) Marrakech, Morocco.

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Correspondence to A. Meddich.

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A. Boutasknit, M. Anli, A. Tahiri, A. Raklami, M. Ait-El-mokhtar, R. Ben-laouane, Y. Ait rahou, H. Boutaj, K. Oufdou, S. Wahbi, C. El Modafar and A. Meddich declare that they have no competing interests.

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Boutasknit, A., Anli, M., Tahiri, A. et al. Potential Effect of Horse Manure-green Waste and Olive Pomace-green Waste Composts on Physiology and Yield Of Garlic (Allium sativum L.) and Soil Fertility. Gesunde Pflanzen 72, 285–295 (2020). https://doi.org/10.1007/s10343-020-00511-9

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