Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: 619-623
© Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007 PL ISSN 0137-1738
SYLWESTER SMOLEŃ, WŁODZIMIERZ SADY
WPŁYW FORMY AZOTU I DOKARMIANIA DOLISTNEGO NA ZAWARTOŚĆ KAROTENOIDÓW,
CUKRÓW ROZPUSZCZALNYCH I ZWIĄZKÓW FENOLOWYCH W MARCHWI
Z Katedry Uprawy Roli i Nawożenia Roślin Ogrodniczych Akademii Rolniczej im. Hugona Kołłątaja w Krakowie
ABSTRACT. Fertilization with (NH4)2SO4 and foliar nutrition lowered soluble sugar content in carrot. Storage roots of plants fertilized with Ca(NO3)2 contained the least amount of phenolic compounds. Foliar nutrition did not have any effect on phenolic compound concentrations in carrot. Foliar nutrition and treatment with NH4NO3, (NH4)2SO4 or CO(NH2)2 did not affect caro- tenoid concentrations.
Key words: nitrogen, foliar nutrition, carrot, carotenoids, sugars, phenolic compounds
Wstęp
Nawożenie azotowe, poza plonotwórczym działaniem azotu, wpływa również na wartość biologiczną plonu. Kształtuje ono zawartość związków odżywczych, takich jak białek, cukrów, związków o oddziaływaniu prozdrowotnym, np. β-karotenu, związków polifenolowych, a także tych o potencjalnym szkodliwym oddziaływaniu na organizm konsumenta, np. azotanów (Magkos i in. 2006) czy metali ciężkich (Gębski 1998).
Celem badań było określenie wpływu nawożenia różnymi formami azotu oraz do- karmiania dolistnego na zawartość karotenoidów, cukrów rozpuszczalnych i związków fenolowych w marchwi.
Materiał i metody
Doświadczenie wazonowe z uprawą marchwi ‘Kazan F1’ przeprowadzono w latach 2004-2005. Marchew uprawiano w pojemnikach ażurowych o wymiarach 60 × 40 × 20 cm,
umieszczonych na terenie otwartym pod cieniówką. Pojemniki wypełniono gliną śred- nią pylastą (30% piasku, 28% pyłu, 37% iłu) o zawartości substancji organicznej 3,25%, średnio w 2004 i 2005 roku. Na podstawie wyników analiz chemicznych gleby, zawartość przyswajalnych form składników pokarmowych utrzymywano w 1 dm3 gleby na poziomie: 100 mg N, 80 mg P, 120 mg K, 80 mg Mg i 2000 mg Ca. Doglebowe nawożenie azotem do wyżej wymienionego poziomu wykonywano trzy razy w ciągu uprawy (tj. w 2004 roku – 20 kwietnia, 5 lipca i 23 sierpnia oraz w 2005 roku – 25 kwietnia, 1 lipca i 22 sierpnia).
Badaniami objęto dwa podbloki z dolistnym i bez dolistnego dokarmiania roślin.
Rośliny dokarmiano dolistnie trzykrotnie (w 2004 roku – 30 kwietnia, 6 sierpnia i 24 sierpnia oraz w 2005 roku – 28 czerwca, 1 sierpnia i 23 sierpnia), używając kolejno:
2-procentowego roztworu mocznika, 1-procentowego roztworu nawozu wieloskładni- kowego Supervit R i ponownie 2-procentowego roztworu mocznika. W obrębie podblo- ków wyróżniono obiekty z doglebowym nawożeniem różnymi formami azotu: kontrola (nienawożona azotem), Ca(NO3)2, NH4NO3, (NH4)2SO4 i CO(NH2)2.
W korzeniach spichrzowych marchwi oznaczono sumaryczną zawartość: związków karotenoidowych według PN-90/A-75101.12, związków fenolowych z użyciem od- czynnika Folina i Ciocalteu’a (Swain i Hillis 1959), cukrów rozpuszczalnych metodą antronową (Yemm i Wills 1954). Obliczenia statystyczne uzyskanych wyników prze- prowadzono modułem ANOVA programu Statistica 6.0 PL dla α = 0,05. Bardziej szczegółowy opis metody prowadzenia badań przedstawiono w innej publikacji (Smo- leń i in. 2006).
Wyniki i dyskusja
Współdziałanie dokarmiania dolistnego z doglebowym nawożeniem azotem nie miało istotnego wpływu na sumaryczną zawartość związków karotenoidowych, cukrów rozpuszczalnych i związków fenolowych w marchwi (ryc. 1).
Ryc. 1. Zawartość karotenoidów (a), cukrów rozpuszczalnych (b) i związków fenolowych (c) w korzeniach spichrzowych marchwi. 1 – kontrola, 2 – Ca(NO3)2, 3 – NH4NO3, 4 – (NH4)2SO4, 5 – CO(NH2)2, □ bez dokarmiania dolistnego, ■ dokarmianie dolistne. Brak istotnego współ- działania dokarmiania dolistnego z nawożeniem na zawartość a), b) i c)
Fig. 1. Content of carotenoids (a), soluble sugars (b) and phenolics compound (c) in carrot stor- age roots. 1 – control, 2 – Ca(NO3)2, 3 – NH4NO3, 4 – (NH4)2SO4, 5 – CO(NH2)2, □ without foliar nutrition, ■ with foliar nutrition. No significant co-operation of foliar nutrition with
fertilization on content of a), b) and c)
1 2 3 4 5
0 1 2 3 4 5
6 b
1 2 3 4 5
0 10 20 30
40 c
1 2 3 4 5
0 10 20 30 40
mg·100 g-1 św.m. – f.w. a
g·100 g-1 św.m. – f.w. mg·100 g-1 św.m. – f.w.
Nawożenie roślin (NH4)2SO4 i CO(NH2)2 przyczyniło się do istotnego zmniejszenia zawartości cukrów rozpuszczalnych w marchwi w porównaniu z roślinami nawożonymi Ca(NO3)2 z kontrolą. Rośliny nawożone Ca(NO3)2 charakteryzowały się istotnie mniej- szą zawartością związków fenolowych w porównaniu z roślinami kontrolnymi oraz nawożonymi innymi nawozami azotowymi. Korzenie spichrzowe roślin kontrolnych (nienawożonych azotem) charakteryzowały się podobną zawartością związków karote- noidowych, jak korzenie roślin nawożonych poszczególnymi formami azotu nawozo- wego (tab. 1).
Tabela 1 Zawartość karotenoidów, cukrów rozpuszczalnych i związków fenolowych w korzeniach
spichrzowych marchwi w zależności od nawożenia i dokarmiania dolistnego Content of carotenoids, soluble sugars and phenolics compound in the carrot storage roots
concerning soil fertilization and foliar nutrition
Suma karotenoidów Total carotenoids
Suma cukrów roz- puszczalnych Total soluble sugars
Suma fenoli Total phenolics
compound (mg·100 g-1 św.m. – mg·100 g-1 f.w.)
Forma nawozu N-form
średnie dla nawożenia – means for fertilization
Kontrola – Control 30,02 4 950,68 30,15
Ca(NO3)2 26,88 4 894,40 18,51
NH4NO3 27,85 4 612,58 30,28
(NH4)2SO4 29,42 4 176,15 28,90
CO(NH2)2 29,18 4 415,06 27,68
NIR (dla nawożenia)
LSD (for fertilization) n.i. – n.s. 449,437 6,888 Dokarmianie dolistne
Foliar nutrition średnie dla dokarmiania dolistnego – means for foliar nutrition Bez dokarmiania dolistnego
Without foliar nutrition
29,23 4 781,01 25,73
Dokarmianie dolistne With foliar nutrition
28,11 4 438,54 28,48
NIR (dla dokarmiania) LSD (for foliar nutrition)
n.i. – n.s. 284,249 n.i. – n.s.
Dokarmianie dolistne spowodowało istotne zmniejszenie zawartości cukrów, nie miało natomiast wpływu na zawartość związków karotenoidowych i fenolowych w marchwi (tab. 1).
Uzyskano inne wyniki badań niż Rożek i in. (2000), którzy wykazali, iż odkarmia- nie dolistne (mocznikiem, Mikrovitem-R lub Supervitem-R), w połączeniu ze zróżni- cowaną dawką nawozów azotowych, w większości przypadków spowodowało wzrost zawartości karotenoidów w marchwi, a także zwiększenie lub zmniejszenie zawartości związków fenolowych w marchwi w poszczególnych obiektach doświadczenia.
Szlak metaboliczny redukcji siarczanów w roślinach wykorzystuje energię powsta- jącą w procesie fotosyntezy (Marschner 1995). Najmniejszą zawartość cukrów w mar- chwi nawożonej (NH4)2SO4 można tłumaczyć tym, że te rośliny, pobierając dodatkowe ilości SO4-2, musiały, najprawdopodobniej, znacznie więcej energii, powstającej w pro- cesie fotosyntezy, przeznaczyć na redukcję siarczanów, zamiast na syntezę cukrów.
Wnioski
1. Nie stwierdzono istotnego wpływu współdziałania dokarmiania dolistnego z na- wożeniem doglebowym azotem na zawartość związków karotenoidowych, cukrów rozpuszczalnych i związków fenolowych w marchwi.
2. Nawożenie roślin (NH4)2SO4, CO(NH2)2 spowodowało zmniejszenie zawartości cukrów rozpuszczalnych w marchwi w porównaniu z roślinami nawożonymi Ca(NO3)2
oraz z kontrolą. Rośliny nawożone Ca(NO3)2 zawierały najmniej związków fenolowych.
3. Nawożenie różnymi formami azotu nie miało wpływu na zawartość związków ka- rotenoidowych w marchwi.
4. Dokarmianie dolistne przyczyniło się do zmniejszenia zawartości cukrów roz- puszczalnych, nie miało natomiast wpływu na zawartość związków karotenoidowych i fenolowych w marchwi.
Literatura
Gębski M. (1998): Czynniki glebowe oraz nawozowe wpływające na przyswajanie metali cięż- kich przez rośliny. Post. Nauk Roln. 5: 3-16.
Magkos F., Arvaniti F., Zampelas A. (2006): Organic food: buying more safety or just peace of mind? A critical review of the literature. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 46: 23-56.
Marschner H. (1995): Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press, London.
Rożek S., Sady W., Kasprzyk A. (2000): Wpływ pozakorzeniowego dokarmiania roślin na wielkość i jakość plonu marchwi. Zesz. Nauk. AR Krak. 364, Ses. Nauk. 71: 159-162.
Smoleń S., Wojciechowska R., Sady W., Szura A. (2006): Wpływ formy azotu nawozowego i dokarmiania dolistnego na plon i gospodarkę azotową korzeni spichrzowych marchwi (Dau- cus carota L.). Acta Agrophis. 7, 3, 134: 721-732.
Swain T., Hillis W.E. (1959): Phenolic constituents of Prunus domestica. I. Quantitative analysis of phenolic constituents. J. Sci. Food Agric. 10: 63-71.
Yemm E.W., Wills A.J. (1954): The estimation of carbohydrates in plant extracts by antrone.
Biochem. J. 57: 508-514.
THE EFFECT OF NITROGEN FERTILIZER AND FOLIAR NUTRITION ON THE CONTENT OF CAROTENOIDS, SOLUBLE SUGARS
AND PHENOLIC COMPOUNDS IN CARROT
S u m m a r y
The pot experiment on cultivation of carrot ‘Kazan F1’ was conducted in 2004-2005. The re- search comprised two sub-blocks with and without foliar nutrition. The plants received foliar nutrition thrice: with 2% urea solution, with 1% solution of Supervit R multicomponent fertilizer and again with 2% urea solution. Soil treatment with nitrogen applied within the sub-blocks com- prised: control (unfertilized with nitrogen), Ca(NO3)2, NH4NO3, (NH4)2SO4 and CO(NH2)2. Both foliar nutrition and fertilization with (NH4)2SO4 decreased concentrations of soluble sugars in carrot. The storage roots of plants fertilized with Ca(NO3)2, contained the least amount of pheno- lic compounds. Foliar nutrition did not have any influence on phenolic compound content in carrot. Neither foliar fertilization nor treatment with NH4NO3, (NH4)2SO4 or CO(NH2)2 affected carotenoid concentrations.
