Productivity, quality and profitability enhancement of French bean, okra and tomato with seaweed extract application under North-Eastern Himalayan condition

Resumo

O uso de fertilizantes químicos é mínimo na região nordeste do Himalaia (RNEH) da Índia, principalmente devido a fatores como a indisponibilidade de insumos sintéticos, bem como a natureza remota e inacessível da área. O cultivo de hortaliças sob práticas de agricultura orgânica é muito favorecido nessas áreas, principalmente devido aos altos preços de mercado e demanda. O extrato de algas marinhas é orgânico e é utilizado em várias culturas vegetais em todo o mundo por seus vários benefícios.  Portanto, por estas virtudes há um enorme potencial para a aplicação de extrato de algas marinhas em áreas orgânicas. Extrato de algas fresco de Kappaphycus alvarezii fresco (Ksap), Gracilaria edulis (Gsap) e Ksap livre de ácido giberélico (GA3), foram extraídos utilizando uma metodologia pré-padronizada e aplicados em feijão francês, quiabo e tomate por dois anos consecutivos. Com exceção do tratamento com 10% de Ksap livre de GA3 [T8, aplicado com 75% de dose recomendada de nutrientes (DRN)], outros tratamentos com extratos de algas marinhas foram fornecidos com 100% de DRN. O crescimento (altura de planta em feijão francês, índice de clorofila em feijão francês e tomate e ramo primário/ planta em tomate) e os atributos de rendimento (comprimento de vagem, peso de vagem/planta e rendimento de biomassa no feijão francês; comprimento de frutos/planta e frutos no quiabo; frutos/planta, peso/fruto e diâmetro médio de frutos no tomate) do feijão francês, quiabo e tomate foram significativamente aumentados (p 0,05) com a aplicação de extrato de algas marinhas juntamente com 100% DRN em geral e T3: K sap @ 10%, T5: G sap @ 10% e em particular T7: Ksap livre de GA3 @10%. No entanto, T8: Ksap livre de GA3 @10% + 75% DRN não deu resultados promissores em comparação com outros tratamento de extrato de algas marinhas com 100% DRN. Os atributos florais e de frutificação de todas as hortaliças também foram significativamente (p ≤ 0,05) influenciados pela aplicação foliar de diferentes extratos de algas marinhas. O ácido ascórbico e o licopeno nos frutos de tomate melhoraram significativamente (p ≤ 0,05) com a aplicação do extrato de algas.  Além disso, os valores dos ensaios de 2,2-difenil-2-picrilidrazil (DPPH) e 2,2-azinobis-3-etilbenzotiazolina-6-sulfônico (ABTS) do quiabo e do tomate também foram significativamente (p ≤ 0,05) influenciados por diferentes concentrações de extratos de algas marinhas.  Entre os principais nutrientes analisados nos frutos das três culturas, o N apresentou variação significativa (p ≤ 0,05) em todas as três culturas, enquanto a variação em K foi significativa (p ≤ 0,05) apenas no tomate. As concentrações de N, P, K e carbono orgânico do solo (COS) disponíveis no solo após dois anos de experimento de extrato de algas marinhas em quiabo e tomate variaram significativamente entre os tratamentos. Maior concentração de extratos de Gsap, Ksap e Ksap livre de GA3 registrou maior retorno líquido e mais benefício líquido por investimento unitário em comparação ao controle. No geral, concluiu-se que a aplicação de 10% de K sap, G sap e Ksap livre de GA3 juntamente com 100% de DRN pode ser recomendada para o aumento do crescimento, rendimento e qualidade em feijão francês, quiabo e tomate na RNEH.

Abstract

In the North-Eastern Himalayan region (NEHR) of India, use of chemical fertilizer is minimal due to the unavailability of synthetic inputs, remoteness and inaccessibility. Vegetables are very much favored to grow under organic farming practices in these areas due to high market prices and demand. Seaweed extract is organic and is utilized in various vegetable crops across the globe for multifarious benefits. Therefore, there is a huge potential for the application of seaweed extract by virtue of organic areas. Fresh Kappaphycus alvarezii (K sap), Gracilaria edulis (G sap) and GA3 free Ksap were extracted using a pre-standardized methodology and applied on French bean, okra, and tomato for two consecutive years. Except for 10% GA3 free sap treatment [T8, applied with 75% recommended dose of nutrients (RDN)], other sea weed sap treatments supplied with 100% RDN. The growth (plant height in French bean, chlorophyll index in French bean and tomato and primary branch/plant in tomato) and yield attributes (pod length, pod weight/plant and stover yield in French bean; fruits/plant and fruit length in okra; fruits/plant, weight/fruit and average diameter of fruit in tomato) of French bean, okra, and tomato were enhanced significantly (p ≤ 0.05) with the application of seaweed extract along with 100% RDN in general and T3: K sap @ 10%, T5: G sap @ 10% and T7: GA₃ free Ksap @10% in particular. However, T8: GA3 free sap @10% + 75% RDN did not gave promising results as compared to other sea weed sap traetments supplied with 100% RDN. Floral and fruit set attributes of all the vegetables were also significantly (p ≤ 0.05) influenced by foliar application of different sea weed saps. Ascorbic acid and lycopene in tomato fruits were significantly (p ≤ 0.05) improved with the application of seaweed extract. Moreover, 2,2-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2′-azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) assay values of French bean okra and tomato were also significantly (p ≤ 0.05) influenced by different concentration of seaweed saps. Among the major nutrients analysed in the fruits of three crops, N was found to be having significant variation (p ≤ 0.05) in all the three crops, while variation in K was significant (p ≤ 0.05) only in tomato. The available N, P, K content and soil organic carbon (SOC) concentrations in soil after two years of experiment of seaweed saps on French bean okra and tomato significantly (p ≤ 0.05) varied across treatments. Higher concentration of G, K and GA₃ free sap recorded increased net return and more net benefit per unit investment compared to the control. Overall, it was concluded that application of 10% K sap, G sap and GA₃ free Ksap along with 100% RDN can be recommended for increasing growth, yield and quality in French bean, okra, and tomato in NEHR.