Exploiting Eichhornia crassipes Shoots Extract as a Natural Source of Nutrients for Producing Healthy Tomato Plants

Abstract

Seeking for safe and cheap alternatives to provide the nutrient requirements of crops remains the most significant alternative for obtaining healthy and economical products. Thus, the present study aimed to assess the efficiency of aqueous water hyacinth shoot extract as a source of nutrients to feed tomato plants. Therefore, the effects of three fertilization treatments (without foliar spraying, commercial synthetic solution and natural solution of water hyacinth shoot extract) on the nutritional status and biomass yield of tomato were investigated. The experiment was designed in a randomized complete block design with three replicates. At different growth stages, several macro- and micronutrients, in addition to the final yield at harvest, were estimated. The results showed that at all growth stages of tomato (vegetative, flowering, fruiting and maturity), the natural solution of water hyacinth caused the maximum increases in phosphorus, iron, zinc, manganese, and selenium. However, the differences between the natural solution of water hyacinth and synthetic solution in nitrogen and potassium at the vegetative stage, phosphorus at the flowering and the fruiting stages, and manganese and selenium at the maturity stage were not significant. The increases in fresh and dry weights and fruit yield of tomato plants owing to the natural solution of water hyacinth application were 37.5, 56.8 and 72.2%, respectively, over the control. Natural organic solution of water hyacinth application increased the net return of tomato cultivation by approximately 1.84 and 1.63 times compared with the conventional practice (control) and synthetic chemical solution, respectively. It could be concluded that exploiting the natural organic solution of water hyacinth achieves several profits in agriculture via fertilization programs by enhancing the income of tomato farmers. Accordingly, it is recommended to benefit from the wastes of water hyacinth plants that are annually removed from the Nile River and other waterways.

Zusammenfassung

Die Suche nach sicheren und kostengünstigen Alternativen zur Deckung des Nährstoffbedarfs von Pflanzen ist nach wie vor die wichtigste Alternative zur Gewinnung gesunder und wirtschaftlicher Produkte. Daher zielte die vorliegende Studie darauf ab, die Wirksamkeit von wässrigem Wasserhyazinthen-Sprossenextrakt als Nährstoffquelle für Tomatenpflanzen zu bewerten. Daher wurde die Wirkung von drei Düngebehandlungen (ohne Blattspritzung, kommerzielle synthetische Lösung und natürliche Lösung aus Wasserhyazinthen-Sprossenextrakt) auf den Nährstoffstatus und den Biomasseertrag von Tomaten untersucht. Das Experiment wurde in randomisiertem vollständigen Blockdesign mit drei Wiederholungen konzipiert. In verschiedenen Wachstumsstadien wurden verschiedene Makro- und Mikronährstoffe sowie der endgültige Ertrag bei der Ernte geschätzt. Die Ergebnisse zeigten, dass in allen Wachstumsstadien von Tomaten (Vegetations‑, Blüte‑, Frucht- und Reifestadium) die natürliche Lösung der Wasserhyazinthe die maximale Zunahme von Phosphor, Eisen, Zink, Mangan und Selen verursachte. Die Unterschiede zwischen der natürlichen Lösung der Wasserhyazinthe und der synthetischen Lösung bei Stickstoff und Kalium im vegetativen Stadium, bei Phosphor im Blüte- und Fruchtstadium sowie bei Mangan und Selen im Reifestadium waren jedoch nicht signifikant. Die Zunahme des Frischgewichts, des Trockengewichts und des Fruchtertrags der Tomatenpflanzen durch die Anwendung der natürlichen Lösung der Wasserhyazinthe betrug 37,5, 56,8 bzw. 72,2 % gegenüber der Kontrolle. Die Anwendung der natürlichen organische Lösung der Wasserhyazinthe erhöhte den Nettoertrag des Tomatenanbaus um das etwa 1,84- bzw. 1,63-Fache gegenüber der herkömmlichen Praxis (Kontrolle) bzw. der synthetischen chemischen Lösung. Daraus lässt sich schließen, dass die Nutzung der natürlichen organischen Lösung der Wasserhyazinthe in der Landwirtschaft über Düngeprogramme mehrere Gewinne erzielt, indem sie das Einkommen der Tomatenbauern steigert. Dementsprechend wird empfohlen, die Abfälle von Wasserhyazinthenpflanzen, die jährlich aus dem Nil und anderen Gewässern entfernt werden, zu nutzen.