ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XXXIV, NR 4, WARSZAWA 1983
KAZIMIERZ MAZUR, TERESA MAZUR, MARIA MAZGAJ
WPŁYW DAWKI AZOTU, STOSUNKU N :P:K I DO DATK U MIKROPIERWIASTKÓW N A ZAWARTOŚĆ AMINOKWASÓW
I WITAMINY С W ZIEMNIAKACH
Katedra Chemii Rolnej Akademii Rolniczej w Krakowie
Ziemniaki, podobnie jak i inne rośliny, reagują na wzrost dawek nawozów azoto wych zwyżką plonów i podwyższeniem zawartości białka surowego w bulwach [10,11]. Zakres tych zmian jest podobny jak w ziarnie zbóż [7], natomiast znacznie mniejszy niż na przykład w runi użytków zielonych i niemotylkowych roślin pastewnych w uprawie polowej [8]. Modulujący wpływ na działanie azotu mają inne składniki pokarmowe i ich wzajemne stosunki w dawce nawozów [11]. Cechy odmianowe, jak i warunki klimatyczno—glebowe współdziałają z nawożeniem w kształtowaniu składu chemicznego bulw ziemniaka [2, 6, 10].
Uzyskany w wyniku nawożenia wzrost plonu bulw o podwyższonej zawartości azotu pozwala na istotne zwiększenie produkcji białka surowego przy uprawie ziem niaków. W ten sposób można więc uzyskać poprawę bilansu białkowego w paszach. Należy jednak zaznaczyć, że wyższe dawki nawozów wywołują modyfikacje w składzie białka, powodujące zmianę jego wartości biologicznej, a tym samym i wartości odży wczej. O jakości białka roślinnego decyduje zawartość w nim aminokwasów egzogen nych i ich stosunek ilościowy do pozostałych aminokwasów. Dotychczasowe wyni ki badań nie dają jednoznacznej odpowiedzi na temat wpływu intensywnego nawoże nia na jakość białka ziemniaków [2-4, 9, 12, 16].
Różnicowanie nawożenia mineralnego ziemniaków powoduje i inne, poza białkiem zmiany w składzie chemicznym bulw. Jednym z ważnych kryteriów oceny jakościowej ziemniaków, zwłaszcza konsumpcyjnych, jest zawartość w nich witaminy C. Dotych czasowe wyniki doświadczeń wskazują na ujemny zazwyczaj wpływ wyższych dawek azotu na zawartość tej witaminy. Stopień reakcji zależy w znacznej mierze od odmia ny ziemniaków [2, 9].
W niniejszej pracy przedstawiono wyniki doświadczeń polowych prowadzonych w zmianowaniu czteroletnim, w których badano m.in. wpływ różnych dawek azotu i jego stosunku do fosforu i potasu w dawce nawozów, a także bezpośrednio dodatku manganu i boru oraz następczego działania innych mikropierwiastków na zawartość
16 aminokwasów oraz witaminy С w bulwach ziemniaka 1.
MATERIAŁ I METODYKA
Doświadczenia prowadzono w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym AR Okocim na dwóch równoległych polach. Ziemniaki odmiany Baca uprawiano na jednym polu w pierwszym, a na drugim—w trzecim roku zmianowania. Stosowano podstawowe
T a b e l a 1 Dawki i w-ajem ne s to s u n k i s k ła d n ik ó w nawozowych sto so w an y ch pod z ie m n ia k i
i ś r e d n ie ro c z n e daw ki NPK w 4 - le tn im o k r e s i e zm ianow ania / k g / h a / Doses o f n u t r i e r .t s and t h e i r m u tu a l r a t i o s а з a p p l i e d t o p o t a t o e s , and m e a n « y ea rly NPK d o s e s i n a f o u r - y e a r r o t a t i o n / i n kg p e r h a /
Nawożenie F e r t i l i z a t i o n
Dawki i s t o s u n k i sk ład n ik ó w
Dosos and r a t i o o f n u t r i e n t s ś r e d n i o w zm ianow a- n iu Mean i n th e r o t a t i o n kg NPK P К N i Р i К A " 0 ,5 !i*1 50 9 9 ,7 1 * 0 ,7 9 i 1 ,9 9 205 В 100 '39,3 9 9 ,7 1 s 0 ,4 0 ; 1,00 252 С R ^ K , 200 3 9 ,3 9 9 ,7 1 t 0,20 : 0 ,5 0 375 D » 2 * 1 .5K1 .5 200 5 8 ,9 149,5 1 X 0 ,5 0 : 0 ,7 5 +52 E ¥ 1 , Л , 5 + 200 5 6 ,9 1 4 9 ,5 1 : 0 ,3 0 : 0 ,7 5 452
x W ŁB ianow aniu stosow ano n a 1 h a : pod z ie m n ia k i 10 kg Mn i 2 kg B, pod p s z e n ic ę o zim ą. Jęc z m ie ń j a r y i ż y to poplonowe po 4 kg C u /h a , a pod m ie sza n k ę r o ś l i n m otylkow ych 1 ,5 kg В i 0 ,5 kg M o/ha. W 1976 r . b adano t y l k o wpływ b e z p o ś re d n ie g o naw o żen ia Mn i B, n a to m ia s t w 1978 r . - ró w n ie ż na - e tę p c z e g o d z i a ł a n i a Cu i Mo..
I n th e n o t a t i o n t h e r e w ere u sed / p e r h e c t a r e / : t o p o t a t o e s 10 kg Mn an d 2 kg Bf t o w in te r w h e a t, s p r i n g b a r l e y and a f t e r c r o p ry e 4 kg Cu to e a c h , t o a aijttu re* o f leg u m in o u s p l a n t s 1 . 5 kg D and 0 .5 kg Mo. I n 1976 o n ly th e e f f e c t o f d i r e c t f e r t i l i s a t i o n w ith Mn jn d 8 waa i n v e s t i g a t e d , a g a i n , i n 1978 - a l s o th e a f t e r - e f f e c t s o f Cu and Mo.
nawożenie obornikiem w dawce 30 t/ha. Doświadczenie zlokalizowano na glebie płowej wytworzonej na starej terasie akumulacji rzecznej, o składzie mechanicznym pyłu zwykłego na granicy ilastego. Przy słabo kwaśnym odczynie (pHKci= 5 ,9 ) gleba ta miała wysoką zawartość przyswajalnych związków fosforu i średnią zawartość potasu. Pod względem zasobności w przyswajalne formy mikropierwiastków była ona dobrze zaopatrzona w Mn i Cu oraz średnio w В i Mo.
Nawożenie a aminokwasy i witamina С w ziemniakach 71
W pierwszym roku doświadczenia (1976) warunki meteorologiczne były bardzo korzystne dla wegetacji ziemniaków, natomiast w trzecim roku badań zanotowano niską sumę temperatur oraz niekorzystny rozkład opadów rocznych : niedostatek na wiosnę i prawie 700 mm w okresie wegetacji ziemniaków (IV-IX). Skutkiem tego różnice w plonach uzyskanych w obu latach uprawy były znaczne (tab. 2).
Przedplonem ziemniaków uprawianych w pierwszym roku (1976) była kukurydza 'zbierana na kiszonkę, pod którą zastosowano wapnowanie i kontrolowane jednakowe nawożenie mineralne. W trzecim roku zmianowania na polu drugim (1978) ziemniaki
ï a b в 1 a 2
Z a w arto ść aaiaokw asów w b u lw ach z ie m n ia k a /o d a * В а с а / w g/16 g N C o n te n t o f am ino a c i d e i n t tib e r a o f p o t a t o / v a r , B a c a / i n g/16 g If czB & czania 1976 1978 D e te r m in a tio n o b ie k ty nawozowe1 - o b j e c t a o f f e r t i l i z e r * А В С D £ A В С D £ F Io n Luiw t / h a “ Y ie ld o f t u b e r e 4 4 ,6 4 4 ,5 4 5 ,0 4 5 ,7 4 9 ,4 2 4 ,8 2 7 ,9 2 8 ,9 2 7 ,1 2 9 ,2 % В w su ch e .1 m asie ^ H J e d ry ma«a A sinokw aey: Ajnino a c i d : 1 ,7 8 1,91 1 ,9 6 1 ,8 4 1 ,9 3 1,8 3 1,88 1 ,9 9 1 ,9 4 2,02 1 , A rg in in a - Agr 0 ,7 4 1 ,4 9 3 ,1 8 1 ,7 4 3 ,1 3 3 ,0 3 3 ,1 1 2 ,7 8 3 ,1 0 3 ,1 1 2. F e r j l o a l a n i n a 1 Ы 3 ,0 9 2 ,9 2 3 ,3 3 3,31 3 ,0 9 4 ,3 5 4 ,0 0 3 ,9 9 3 ,6 4 3 ,4 2 3« B i e t y t y n a - H ie - - - 1,1 8 1 ,3 4 1 ,1 3 1 ,5 8 1,51 4« I z c le u c y n a - l i e u 2,86 2,81 2 ,7 8 3 ,2 9 2,36 2 ,8 4 3 ,2 3 3,20 3 ,6 4 3 ,2 5 5« Ъеисупа - Leu 4 ,5 6 3 ,9 3 2 ,8 9 5 ,9 0 4 ,1 3 3 ,8 9 5,66 4 ,4 5 5 ,0 3 5 ,12 6« M z y n a - Lys 1 ,9 0 3 ,1 2 3 ,1 5 2 ,9 2 3 ,2 3 3 ,6 1 3 ,8 7 3 ,5 1 3 ,9 9 4 ,1 3 7* M e tio n in a - Met - - - - « 0 ,5 2 0 ,4 3 0 ,4 9 0 ,4 5 0,60 Ö . T re o n in a - Thr 2 ,5 8 2 ,5 3 2 ,7 3 3 ,5 7 2,68 3 ,1 7 3 ,5 7 3 ,1 4 3 ,4 6 3 ,4 5 9. t / a l i n a - 7 a l 5,10 4,00 3,71 6 ,4 5 4 ,7 4 2,7 1 5 ,6 3 3 ,3 0 3 ,5 3 2 ,5 0 10* A le n in a - A la 3 ,1 0 3 ,0 4 2,56 4 ,4 4 2,40 3 ,5 4 3 ,9 6 3 ,5 0 3 ,7 6 3 ,3 3 11 « G lic y n a - Gly 2,61 2 ,2 5 1 ,9 4 3 ,3 6 2 ,3 6 2 ,5 9 2,96 2,58 2 ,6 4 2 ,5 9 12. K*as e ep arag in o w y /iep 1 4 ,4 8 1 3 ,6 7 1 3 ,3 4 18,65 1 4 ,3 8 12,76 1 4 ,1 0 12,0 3 1 2 ,6 0 13,48 1 3 . Kwas g lutam inow y
Glu 12,81 15,12 1 3 ,3 2 15,48 12,58 10,33 1 0 ,1 3 9 ,8 4 11 ,10 9 ,3 0 1 4 . P r c l i n a - P r o l 2,00 1 ,4 7 1 ,3 6 2,86 2 ,1 9 2 ,8 3 3 ,4 0 3,00 3 ,2 6 2,61 15. S e rv n a - S e r 2 ,7 3 2 ,6 9 2 ,5 2 3 ,1 4 2,36 3 ,2 3 3 ,3 0 3,00 3 ,3 8 3 ,2 8 16« Tyrozyna - Tyr 1,56 0,61 1,7 3 2 ,7 0 0 ,8 1 3 ,5 9 2 ,3 9 2,56 2 ,5 7 2 ,6 5 % I i2yny Я Я.Ш. % Lys i n DM 0,21 0 ,3 7 0 ,3 9 0 ,3 4 0 ,4 0 0 ,4 1 0,46 0 ,4 4 0,48 0 ,5 2 l i z y n y k g /h a Ьуа k g /b a 2 0 ,3 4 3 6 ,1 2 3 6 ,5 2 3 1.78 3 9 ,2 8 20,11 2 5 ,2 1 2 4 ,7 6 2 5 ,3 5 2 8 ,9 4 Lizyria+&t’K in in a j^ ro iin a 1 ,3 2 3 ,1 4 3 ,4 0 1 ,63 2 ,9 3 2 ,3 5 2 ,0 5 2,10 2 ,1 7 2 ,7 7 1>ув + A r ^ /P r o l x J e k w t a b . 1 - See T ab le 1 * * »IR - LSD / Р = 0 ,9 5 / - 3 ,4 / 1 9 7 6 /, 2 ,5 / 1 9 7 8 /
uprawiano po pszenicy ozimej, a na poszczególnych obiektach nakładało się już po raz czwarty zróżnicowane nawożenie.
W obiekcie E najwyższą dawkę makroskładników uzupełniono manganem i borem których wpływ na rośliny badano w 1976 r., natomiast w trzecim roku zmianowania (1978) poza bezpośrednim wpływem tych mikropierwiastków działały następczo miedź i molibden (tab. 1).
D o oznaczania ogólnej zawartości azotu i aminokwasów przygotowano średnie ważone próbki obiektowe z 4 powtórzeń, z uwzględnieniem procentowego udziału bulw w poszczególnych przedziałach wielkości (frakcji) w plonach poletkowych ze branych z 10 gniazd, a analizę wykonano w powietrznie suchym materiale: azot m etodą Kjeldahla, a aminokwasy — chromatografią kolumnową, przy użyciu apa ratu produkcji czeskiej, typ AAA-881, po hydrolizie 6 N roztworem HC1. Jedynie metioninę oznaczano konwencjonalną metodą kalorymetryczną [15]. Witaminę С oznaczano w świeżych bulwach, w reprezentatywnych próbkach poletkowych, meto dą podaną przez P ija n o w s k ie g o [13].
WYNIKI I DYSKUSJA
P lo n y . Korzystne warunki wegetacji ziemniaków w pierwszym roku zmianowania (1976) pozwoliły na uzyskanie wysokich plonów (tab. 2) sięgających 50 t/ha, przy czym udział bulw dużych w plonie (ponad 5,5 cm średnicy) wynosił 75 do 82%. Istotną zwyżkę plonów w obrębie badanych obiektów nawozowych uzyskano nie w wyniku zróżnicowania dawki azotu i stosunku N:P:K , ale dzięki zastosowaniu man ganu i boru razem z najwyższą dawką makroskładników (kombinacja E).
W roku 1978, niekorzystnym pod względem warunków meteorologicznych, plony ziemniaków były niższe w porównaniu do roku 1976 o 36 do 44 %. Największa różnica między latami związana była z najniższą dawką azotu (kombinacja A—50 kg N/ha). Nawożenie mineralne łagodziło negatywne skutki nadmiernej wilgotności gleby i niskiej temperatury, na co wskazuje plon bulw uzyskany na poletkach kontrolnych, nawożonych tylko obornikiem. Stanowił on zaledwie 33 % w stosunku do plonu z obiektu B, w którym stosowano nawożenie mineralne przyjęte za optymalne (tab. 1). Najmniejszy wzrost plonów w wyniku nawożenia mineralnego w tym roku uzyskano przy zastosowaniu niskiej dawki azotu (kombinacja A). Różnica w stosunku do pozo stałych obiektów nawożonych była istotna. Dalsze różnicowanie dawek i stosunku składników nawozowych nie miało istotnego wpływu na wielkość plonów. Dodatek mikropierwiastków stymulował wzrost plonów, ale różnica w tych warunkach uprawy była nieudowodniona.
Z a w a r to ść a z o tu i a m in o k w a s ó w . Mimo jednakowych dawek nawozów i dużych różnic w plonach ziemniaków między obu latami doświadczenia ogólna zawartość azotu w suchej masie była nieznacznie zróżnicowana (tab. 2). Podobnie różnice międzyobiektowe w zawartości tego składnika były niewielkie (1976-0,18% N, 1978-0,19% N). W porównaniu z zawartością azotu w innych odmianych przy
Nawożenie i aminokwasy a witamina С w ziemniakach 73
podobnych dawkach nawozów stosowanych w doświadczeniach [9] ziemniaki odmiany Baca były bardziej zasobne w białko surowe, którego zawartość w suchej masie wahała się od 11,1 do 12,2% przy wysokim plonie w 1976 r. oraz od 11,4 do 12,6% przy znacznie słabszym plonowaniu w 1978 r. Poziom białka był więc podobny jak w ziarnie zbóż [7], natomiast plon tego składnika przy dobrym urodzaju ziemniaków znacznie przekraczał zbiór białka z plonem zbóż.
O efektywności wykorzystania azotu pobranego przez rośliny świadczy jego udział w syntezie aminokwasów. Zależność tę najlepiej ilustruje wyrażenie zawartości ami nokwasów w procentach białka surowego albo też w tej samej relacji, ale w g/16 g N. Częściej stosowana jest ta druga konwencja. Dla określenia wartości paszowej i pokar mowej roślin bardziej miarodajne jest jednak wyrażenie zawartości aminokwasów w procentach suchej lub świeżej masy, pozwala to bowiem na określenie stopnia po krycia zapotrzebowania organizmu na aminokwasy, zwłaszcza egzogenne, przy róż nych dawkach paszy.
W roku dobrego urodzaju ziemniaków najwyższy poziom aminokwasów miał plon uzyskany w obiekcie D przy wysokiej dawce azotu (200 kg/ha), ale zharmonizowanej z dawką fosforu i potasu, czyli przy węższym stosunku N:P:K . Z 14 aminokwasów oznaczonych w plonie zawartość 11 była najwyższa w tym obiekcie. To korzystne działanie zaznaczyło się nie tylko w odniesieniu do wszystkich aminokwasów endo gennych, ale również 4 z 7 aminokwasów egzogennych znalazły się w tym obiekcie największej ilości (izoleucyna, leucyna, treonina, walina), a po uzupełnieniu tej dawki nawozów manganem i borem (kombinacja E) dołączyła do tej listy także lizyna. Podobnie udział półegzogennej tyrozyny 2 był zdecydowanie najwyższy w obiek cie D . O korzystnym wpływie intensywnego nawożenia ziemniaków azotem (do 200 kg N/ha), przy odpowiednim poziomie PK, na zawartość aminokwasów egzo gennych w bulwach donoszą zarówno autorzy krajowi [9], jak i obcy [14].
W warunkach niekorzystnych dla wegetacji ziemniaków (1978 r.) zdecydowanie korzystniejszy wpływ na udział aminokwasów w ogólnej ilości azotu miała niższa dawka nawozów, tzw. dawka optymalna, zastosowana w obiekcie B. Znaleziono tu najwyższą zawartość 8 z pośród 16 oznaczonych aminokwasów, w tym 4 egzo gennych (arginina, leucyna, treonina, walina), ale i w tym roku na drugim miejscu pod tym względem znalazł się obiekt D, o podwyższonej dawce NPK , przy stosunku tych składników zbliżonym do optymalnego (tab. 1). Rozszerzenie stosunku N:P:K w obiekcie С spowodowało obniżenie udziału największej liczby aminokwasów w pobranym azocie. Przy zastosowaniu tej konwencji praktycznie nie stwierdzono ani bezpośredniego wpływu mikropierwiastków (B i Mn), ani następczego ich dzia łania (Cu, Mo) na zawartość aminokwasów w bulwach ziemniaka. Jedynie zawar tość lizyny była w tym obiekcie najwyższa w obu latach badań, zarówno jeśli chodzi o jej udział w azocie ogółem, jak i w suchej masie ziemniaków (0,40 i 0,50%). Bar dziej zróżnicowaną zawartość lizyny w suchej masie i niższy jej poziom stwierdzono w plonie wysokim (1976).
Według Mitchella tyrozyna może częściowo zastąpić fenyloalaminę w procesach fizjologicznych, może również tworzyć się w organizmie zwierzęcym z fenyloalaniny [1].
W obiekcie tym zebrano także największy plon tego aminokwasu, sięgający 40 kg/ha. Było to ponad dwukrotnie więcej niż w planie ziarna zbóż [7] i zielonce żyta poplonowego, ale znacznie mniej niż w mieszance roślin motylkowych zbie ranych na zieloną masę 3.
W roku o korzystnych warunkach wegetacji i intensywnym plonowaniu ziemnia ków udział aminokwasów egzogennych w sumie oznaczanych aminokwasów był niższy (35-37%) niż w roku o słabszym plonowaniu (1978), w którym kształtował się w granicach 39-42%. Należy przy tym stwierdzić, że przy przeciętnym wzroście o 3% ogólnej zawartości azotu w ziemniakach z 1978 r. w stosunku do zawartości w plonie wysokim z 1976 r., wzrost zawartości aminokwasów wahał się od 7 (glicyna) do 86 % (tyrozyna). Z aminokwasów egzogennych tylko udział waliny w białku ziem niaków z tego roku był niższy o 27 %, a z endogennych — kwasów asparaginowego (10 %) i glutaminowego (27 %). Procentowa zawartość lizyny w suchej masie ziemnia ków z tego roku była wyższa o 35 %. W sumie więc przy niższym plonie ziemniaki z tego doświadczenia były bardziej cenne pod względem wartości odżywczej. Mimo wzrostu udziału lizyny (33 %) i argininy (37 %) w białku ziemniaków z roku 1978 niż sza była o 8 % wartość stosunku sumy tych aminokwasów do proliny, gdyż udział tego aminokwasu endogennego zwiększył się w jeszcze większym stopniu (o 45 %). Przyjmując wartość tego stosunku jako wskaźnik stopnia strawności białka [5], można zauważyć,że z reguły wzrost dawek nawozów poprawiał ten współczynnik w ziemniakach. Jest to ważne stwierdzenie z uwagi na przeznaczenie ziemniaków głów nie do komsumpcji i na paszę.
Przeciętnie z obu lat doświadczenia udział aminokwasów w ogólnej zawartości azotu w ziemniakach (g /l6 g N) układał się w następującej kolejności: egzogenne — — leucyna (4,62), walina (4,17), fenyloalanina (3,51), lizyna (3,35), treonina (3,04), izoleucyna (3,03), arginina (2,44), histydyna (1,34) i metionina (0,50); endogenne — — kwas asparaginowy (13,75), kwas glutaminowy (12,0), alanina (3,36), seryna (2,96), glicyna (2,59), prolina (2,55). Przeciętny poziom półegzogennej tyrozyny wynosił 2,12 g/16 g N.
Średnia suma oznaczonych aminokwasów z obu doświadczeń (tab. 3) stanowiła 62 (A) do 73 % (D) białka surowego, a w sumie tej aminokwasy egzogenne miały 37 do 40 % udziału. Masa aminokwasów endogennych była większa o 47 (E) do 70% (A) od masy aminokwasów egzogennych.
W obu doświadczeniach do syntezy właściwych związków białkowych ziemniaki wykorzystały 58-62% pobranego azotu. Najlepszy wskaźnik tego wykorzystania stwierdzono przy zrównoważonym stosunku N:P:Ki i najwyżej dawce nawozów (D).
Relatywne wartości wskazują, że zwiększenie dawki azotu i nawozów spowodo wało wzrost poziomu białka surowego w ziemniakach o 5-10 %. Szybciej niż zawartość białka wzrastała suma oznaczanych aminokwasów (9-23 %), szczególnie zaś ami nokwasów egzogennych (18-28)%), co wskazuje na korzystny wpływ intensyfikacji nawożenia na wartość odżywczą i biologiczną białka ziemniaków. Potwierdza to wyniki badań przeprowadzonych zarówno w kraju [9, 11], jak i za granicą [4, 14].
Nawożenie a aminokwasy i witamina С w ziemniakach 75
T a b e l a J
Z a w a rto ść b i a ł k a surow ego o ra z sumy o zn aczo n y ch aminokwasów w b u lw ach z ie m n ia k a odm iany Baca / ś r e d n i o z dwóch d o św iad c z eń C o n te n t o f c ru d e p r o t e i n and t o t a l o f am ino a c i d s d e t e r m i n a t i o n s
i n p o t a t o t u b e r s v a r . B aca /m eans from two e x p e r i m e n t s /
O z n a c z e n ia - D e te r m in a tio n O b ie k ty nawozowe”Ł - F e r t i l i z e r o b j e c t s * A В С В E % w c u c h ę j m a s ie : % i n d ry n a s s : b i a ł k o surow a c ru d e p r o t e i n 1 1 ,2 5 11,88 1 2 ,3 4 11,81 1 2 ,3 4 sujna aminokwasów t o t a l am ino a c i d s 7 ,0 1 7 ,7 4 7 ,6 1 8,62 7,7 1 W tym - I n t h e s e : eg zo g en n e - é x o g e n ic / 1 - 9 / 2,60 3,06 3,06 3 ,3 2 3 ,1 2 e n d ogenne - e n d o g e n ic /1O -16/ 4 ,4 1 4,68 4 ,5 5 5 ,3 0 4 ,5 9 tf-b ia łk o w y w Я ogółem - % p r o t e i n К i.n t o t a l N - % . 5 9 ,8 60,2 5 8 ,7 6 2 ,3 5 8 ,1 Яеlfity w n ie : Id r e l a t i v e f i g u r e s : b i a ł k o surow e - c ru d e p r o t e i n 100 106 110 105 110 вода aminokwasów « t o t a l am ino a c i d e 100 110 109 123 110 W tym - I n t h e s e : e g zo g en n e - e x o g e n ic 100 118 118 128 120 e n d ogenne - e n d o g e n ic 100 106 103 120 104 Я-b ia łk o w y w N ogółem p r o t e i n К i n t o t a l N 100 101 98 104 97 x J a k 1» t a b . 1 - See T a b le 1
Z a w a r to ść w ita m in y С. Ziemniaki są jednym z głównych źródeł witaminy C, stąd też istotne znaczenie ma stwierdzenie, w jakim stopniu intensyfikacja nawożenia wpływa na zawartość tej aktywnej biologicznie substancji w bulwach. W obu doświad czeniach (tab. 4) najwyższą zawartość witaminy С (14,2-15,1 mg/100 g świeżej masy) miały ziemniaki przy nawożeniu przyjętym za optymalne, tzn. przy stosunku N :P :K =1:0,4:1 (N :P20 5:K20 = 1 :0 ,9 :1 ,2 ) i dawce nawozów równej 239 kg NPK/ha (310 kg N + P 20 5 + K 20 ). Podwyższenie udziału fosforu i potasu w dawce nawozów powodowało mniejszy spadek zawartości niż obniżenie udziału tych składników. Natomiast odwrotny wpływ miało zróżnicowanie nawożenia azoto wego : wyższe dawki azotu działały przeciętnie bardziej obniżająco na poziom tej witaminy w ziemniakach, zwłaszcza w roku, w którym zebrano wysokie plony (1976). Wszystkie różnice między obiektem z ’’optymalnym“ nawożeniem a pozosta łymi kombinacjami nawozowymi były praktycznie istotne, a w liczbach względnych wahały się średnio od 7 do 18%. Dodatek wapna, magnezu i mikropierwiastków do najwyższej dawki NPK nie miał istotnego wpływu na zawartość witaminy C.
W porównaniu z innymi odmianymi ziemniaków [9, 11] uprawiana w naszych doświadczeniach odmiana Baca była średnio zasobna w witaminę C.
T a b e l a 4 Z a w a rto ść w ita m in y O w bulw ach z ie m n ia k a odm iany Baca w z a l e ż n o ś c i od n a w o że n ia
/mg/ 100 g ś w ie ż e j m a sy / V ita m in С c o n t e n t i n p o t a t o t u b e r s / v a r . В а с а / a s d e p e n d in g on f e r t i l i z a t i o n / i n mg p e r 100 g f r e e h m a s s / Ifaw ożenie* F e r t i l i z a t i o n1 S to s u n e k .R a tio . N :P:K
D o św iad czen ie » E x p e rim e n t 1976 1978 ś r e d n io - mean o g r e l a t y w n i e r e l a t i v e f i g u r e s 1 V i 1 “ 1:0,40:1,00 14 ,2 15,1 1 4 ,6 4 100 2 И1Р 1К0 ,5 1 : 0 , 4 0 : 0 ,5 0 1 2 ,3 1 2 ,9 12,60 G6 3 N1? 1K1 ,5 1 : 0 , 4 0 : 1 ,5 0 13,1 1 3 ,7 1 3 ,4 4 92 4 *1P0 ,5 K1 1:0,20:1,00 • 12,0 1 3 ,4 12,68 67 5 V l . 5 K1 1:0,60:1,00 1 3 ,1 1 4 ,0 1 3 ,5 6 93 6 R0 , 5 P1K1 1 :0 ,7 9 : 1 ,9 9 12 ,1 1 3 ,3 1 2 ,6 9 8 7 7 H1 .5 P1K1 1:0,26:0,66 11,0 1 3 ,7 1 2 ,3 5 84 8 У Л 1:0,20:0,50 1 0 ,5 1 3 ,5 12,02 62 9 *2P 1 ,5 K1 ,5 1 : 0 , 3 0 : 0 ,7 5 1 1И 1 3 ,7 1 2 ,4 0 85 10 V l , 5 Kf , 5 + CaIXX 1 1 .7 12,8 12,26 84 11 K2P 1 ,5 K1 ,5 + 20 k e U8IIXX 10,8 1 4 ,2 1 2 ,4 9 85 12 ‘V l , 5 K1 ,5 + EI I I X r ‘1 1 ,3 1 3 ,9 12,61 86 KIR - LSD /Р = 0 ,9 5 / 1,16 0 ,5 1
z Podstawowe naw ożenie o b o rn ik ie m - 30 t / h a
B a s ic f e r t i l i z a t i o n w ith fa rm y a rd - 30 to n s p e r La
x x „Optym alne naw ożenie w daw kach: - "Optimum” f e r t i l i z a t i o n i n d o a e c : H j-1 0 0 kg N, P1 - 3 9 ,3 kg P /9 0 kg P ^ / , K.J - 9 S ,7 kg К /1 2 0 kg K gO /ha/ *** Wapnowanie w dawce ró w n ej Hh z asto so w an o w 1976 r .
Lim ing i n dose e q u i v a l e n t to Hh a p p l i e d i n 137C'
x x x x у ig y g Гж d z i a ł a ł a ta k ż e n a s tę p c z o dawka z asto so w an a pod r o ś l i n y pastew no /1976 - 32 kg Mg/ i p s z e n ic ę ozim ą /1 9 7 7 - 12 kg tó g /h a / I n 1978 th e r e a l s o was an a f t e r - e f f e c t o f a dose a p p l i e d t o th e fo r a g e p l a n t s /1976 - 32 kg Mg a n d w i n t e r w heat /1 9 7 7 - ISl kg Ug p e r h a / j ххххх w -j _ Se0 j a c i e 1 ...
!
WNIOSKI1. W korzystnych dla uprawy ziemniaków warunkach meteorologicznych uzys
kano plony sięgające 50 t/ha, które nie były istotnie zróżnicowane ani w zależności od dawki nawozów, ani stosunku N :P:K. Udowodnioną zwyżkę plonów uzyskano w wyniku dodatkowego nawożenia manganen i borem. W mniej korzystnych warun kach uprawy plony ziemniaków były niższe o 36-44 %, a wyższe dawki azotu łagodziły
Nawożenia e aminokwasy i witamina С w ziemniakach 77
negatywne skutki nadmiernej wilgotności gleby i niskiej sumy temperatur. Dodatek mikropierwiastków wywołał tendencję lepszego plonowania.
2. Mimo stosowania jednakowych dawek nawozów zawartość białka surowego w niższym plonie ziemniaków była wyższa tylko o 0,3-0,4 % i wynosiła w suchej masie 11,4-12,6%. D o syntezy białka właściwego rośliny wykorzystały średnio 58,1-62,6% pobranego azotu. Najwyższą wartość uzyskano w obiekcie z maksymalną dawką nawozów (408 kg NPK na ha) o zbliżonym do optymalnego stosunku N :P :K =
= 1 :0,30;0,75 (N :P20 5:K20 = 1 : 0 ,7:0,9).
3. W tym samym obiekcie nawozowym uzyskano przeciętnie najlepsze wskaźniki zawartości aminokwasów. W stosunku do najniższej dawki nawozów wzrost sumy 16 aminokwasów wynosił 23 %, w tym aminokwasów egzogennych 28 %, a endogennych 20%. W wysokim plonie ziemniaków udział 9 aminokwasów egzogennych w sumie oznaczanych 16 aminokwasów wynosi 35-37% i był niższy o 4-5% w stosunku do udziału w plonie uzyskanym w roku o gorszych warunkach meteorologicznych. W porównaniu z wysokim plonem ziemniaków w plonie niższym udział aminokwa sów w N ogółem był wyższy o 7 % (glicyna) do 86 % (tyrozyna). W wyniku dodatko wego nawożenia manganem i borem uzyskano jedynie wzrost udziału lizyny w N ogółem (4-12%) i jej zawartości w suchej masie (8-18%) oraz najwyższy plon tego aminokwasu (29 i 39 kg/ha).
4. Najwyższą zawartość witaminy С (14,2-15,1 m g/l 00 g świeżej masy) miały ziemniaki przy optymalnym nawożeniu (239 kg NPK/ha) i stosunku N :P:K = 1 :0,4:1
(N :P 20 5:Ki20 = 1:0,9:1,2). Mniejszy spadek zawartości witaminy С wywołało pod
wyższenie dawki P i К oraz obniżenie dawki N niż zwiększenie dawki azotu.
LITERATURA
Jl] B ęza R.: Aminokwasy w żywieniu zwierząt. PWRiL, Warszawa 1967.
[2] C iećko Z. : Badania nad nawożeniem ziemniaków odmiany Bem. Cz. III. Skład aminokwasowy bulw ziemniaków. Cz. IV. Wpływ stosowanego nawożenia na zawartość P20 5, K20 i witaminy С oraz stopień ciemnienia soku ziemniaczanego. Zesz. nauk. ART Olszt. Roi. 7, 1974, 217-229, 231-241.
[3] C iećk o Z., M azur T.: Nawożenie azotowe ziemniaków odmiany Flisak. Cz. II. Wpływ wzrastającego nawożenia azotowego na skład aminokwasowy bulw. Zesz. nauk. ART Olszt. Roi. 7, 1974, 167-177.
C4] E ppend orfer W. H.: Effects of N-fertilization on amino acid composition and nutritive value of spinach, kale, cauliflower and potatoes. J. Sei. Fd Agric. 29, 1978, 305-311. [5] E ppendorfer W. H.: Nutritive value of oats and rye grain protein as influenced by nitrogen
and amino acid composition. J. Sei, Fd Agric. 28, 1977, 152-156.
16] Ł ogin ow W., K lu p czyń sk i Z., W itaszek J.: Badania nad intensywnym nawożeniem mineralnym ziemniaków. Cz. III. Wpływ nawożenia na zawartość organicznych i mineralnych form azotu w kłębach ziemniaków. Pam. puł. 37, 1969. 123-135.
[7] M azur K.: Zawartość aminokwasów w ziarnie pszenicy i jęczmienia w zależności od dawki azotu, stosunku N:P:K oraz dodatku mikropierwiastków. Zesz. nauk. AR Krak. nr 169, Sesje Nauk. nr 10, 1982, 107-119.
18] M azur K., M azur T.: Wpływ 6-letniego nawożenia łąki górskiej na zmiany w składzie che micznym runi oraz na produkcję białka. Zesz. probl. Post. Nauk roi. 210, 1978, 29-45.
[9] M azur T., C iećko Z. : Wpływ nawożenia i gęstości sadzenia na plon i jakość bulw ziemniaków. Cz. II. Skład chemiczny bulw ziemniaków. Rocz. Nauk roi. 102-A -l, 1976, 87-98.
[10] Mazur T., R o g a lsk i L.: Wpływ intensywnego nawożenia mineralnego na plonowanie sześciu odmian ziemniaków. Zesz. nauk. ART Olszt. Roi. 7, 1974, 99-109.
[11] Mazur T., R ząsa M.: Wpływ wzrastającego nawożenia azotowego na plon i zawartość związków azotowych w bulwach ziemniaków odmiany Merkur. Zesz. nauk. ART Olszt. Roi. 7, 1974, 123-150.
[ 1 2 /M ica В.: Einfluss der Düngung auf Gehalt an essentiellen Aminosäuren im Kartoffeleiweiss Potato Res. 14, 1971, 1, 19-28.
[13] P ijan ow sk i E.: Oznaczanie kwasu askorbinowego i dehydroaskorbinowego. Przem. Rol.-Spoż. 8, (11), 1954, 410-415.
[14] P ion R., H alga P., C oie Y.: Effect of nitrogen fertilizing on the amino-acid composition of potato turbers. Agrochimica 15, 1971, 286-300.
[15] S ław iń sk i R., Izdebsk a W.: Metoda ilościowego oznaczania metioniny w mieszankach paszowych i premiksach. Biul. Inf. Przem. Pasz. 15, 1976, 3-4, 57-59.
[16] W ita sze k J,: Badania nad intensywnym nawożeniem mineralnym ziemniaków. Cz. IV. Wpływ wzrastających dawek nawożenia azotowego na zawartość różnych form azotu i ilościowy skład aminokwasów bulw ziemniaka. Pam. puł. 63, 1975, 123-135.
К. МАЗУР, Т. МАЗУР, М. МАЗГАЙ ВЛИЯНИЕ ДОЗЫ АЗОТА, СООТНОШЕНИЯ N: Р: К И ПРИБАВКИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА СОДЕРЖАНИЕ АМИНОКИСЛОТ И ВИТАМИНА С В КАРТОФЕЛЕ Кафедра агрохимий Сельскохозяйственной академии в Кракове Р езю м е Два полевых опыта с картофелем сорта „Баца” проводились в первом и третьем году 4-летнего севооборота на смежных полях. Аллювиальная почва с механическим составом илистой пыли характеризовалась слабо кислой реакцией, обиловала усвояемыми соедине ниями фосфора, а в меньшей степени калия. Метеорологические условия в первом году севооборота (1976) были благоприятными, но испортились в третьем году (1978) в связи с низкой суммой температур и неблагоприятным распределением осадков в вегетационный период. Дозы удобрительных элементов и их соотношение представлены в табл. 1. В благоприятных метеорологических условиях были получены урожаи картофеля до- сиигаюпщи 50 т с га, которые не были существенно дифференцированы ни в зависимости от дозы удобрений, ни от соотношения N :P :K . Доказанная прибавка урожаев была по лучена при дополнительном удобрении марганцием и бором (табл. 2). В менее благопри ятных условиях обработки урожаи картофеля были на 36-44% ниже, а более высокие дозы азота смягчали отрицательные последствия переувлажнения почвы и низкой с>ммы темпе ратур. Прибавка микроэлементов вызывала тенденцию к повышению урожайности. Несмотря на применение одинаковых доз удобрений, содержание сырого белка в низком урожае картофеля было выше лишь на 0,3-0,4% и составляло 11,4-12,6% в сухом веществе. Для синтеза подлинного (безамидного) белка растения использовали в среднем 58,1-62,3 % усвояемого азота. Самая высокая величина была получена в объекте с максимальной детой удобрений (D — 408 кг NPK/га) с приближенным к оптимальному соотношению элеме^ггов равным 1:0,29:0,75. В этом же варианте удобрения былй получены в среднем наилучпше показатели содержания аминокислот (табл. 2). По отношению к самой низкой дозе удобрений
Nawożenie a aminokwasy i witamina С w ziemniakach 79 повышение суммы 16 аминокислот составляло 23%, в том числе экзогенных аминокислот 28%, а эндогенных 20% (табл. 3). В высоком урожае картофеля участие 9 экзогенных амино кислот в сумме определенных 16 аминокислот составляло 35-37% и было на 4-5% ниже участия в урожае полученном в году с худшими метеорологическими условиями.В более низком урожае участие аминокислот в общем N было выше от 7 % (глицин) до 86 % (тирозин). В результате дополнительного удобрения марганцем и бором повышалось только участие лизина в общем N (4-12%) и ее содержание в сухом веществе (8-18%), а также было самым высоким количество этой аминокислоты. Наивысшее содержание витамина С (14,2-15,1 мг/100 г свежей массы) показывал кар тофель при оптимальном удобрении (239 кг NPK/га) и соотношении N: Р: К кал 1: 0,4:1,0 (табл. 4). Меньшее снижение содержания витамина С было при повышении дозы Р и К и при снижении дозы N, чем при повышении дозы азота.
К. MAZUR, Т. MAZUR, М. MAZGAJ
THE EFFECT OF THE NITROGEN DOSE, THE N:P:K RATIO, AND THE ADDITION OF MICROELEMENTS ON THE CONTENT
OF AMINO-ACIDS AND VITAMIN С IN POTATOES
Department of Agricultural Chemistry, Agricultural University, Kraków Summary
Two field experiments with potatoes (cultivar “Baca”) were conducted in the first and third year of a four-year crop rotation on neighbouring fields. The alluvial soil with a mechanical compo sition of a silt-and-clay very fine sand had a slightly acid reaction; it was well provided in available phosphorus compounds and medium provided in those of potassium. The meteorological condi tions in the first year of rotation (1976) were favourable, while in the third year (1978) the sum of temperatures was and the precipitation excessive or unfavourably distributed in the vegetation period. The doses of fertilizer nutrients as well as their proportions are given in Table 1.
In advantageous meteorological conditions yields of potatoes were obtained which ranged up to 50 tons per ha but were not significantly differentiated either in correlation with the fertilizer dose or with the N:P:K ratio. A proved yield increase was caused by additional fertilization with manganese and boron (Table 2). In less favourable conditions of growth the yields of potatoes were lower by 36-44%, and the higher nitrogen doses attenuated the negative effects of an excessive soil moisture content and a low sum of temperatures. An addition of microelements caused a ten dency towards better yields.
In spite of applying the same doses of fertilizers the content of crude protein in the low yield of potatoes was higher only by 0.3-0.4 % and amounted to 11.4-12.6% in the dry mass, The plants utilized in the mean 58.1-62.3% of the nitrogen taken up to synthetize true protein. The highest value was obtained in the object with the maximum fertilizer dose (D — 408 kg NPK per ha) with an approximately optimal ratio of nutrients equalling 1:0.29:0.75. In the same fertilizer object the best average indices of amino-acid content were obtained (Table 2). In comparison with the lowest fertilizer dose the increase of the total of 16 amino-acids by 23%, including 28% of exogenic ones and 20% of endogenic ones. In the high yield of potatoes the proportion of 9 exogenic amino- -acids in the total of 16 determined amino-acids was 35-37% and was lower by 4-5% as compared to the proportion of amino-acids in the yield obtained in the year with unfavourable meteorological conditions. In the lower yield the proportion of amino-acids in the total N was higher by 7% (glycine) and up to 86% (tyrosine). As a result of additional fertilization with manganese and boron there was only as increase in the proportion of lysine in total N (4-12%) and in its content in dry mass (8-18%), also the highest yield of this amino-acid was obtained.
The potatoes showed the highest content of vitamin С (14.2-15.1 mg per 100 g fresh mass) when the optimum fertilization (239 kg NPK per ha) was applied at a ratio N: P: K =1.0: 0.4:1.0 (N: P20 5: K20 = 1: 0.9: 1.2) (Table 4). There was a smaller decrease of vitamin С content when higher doses of P and К were given and the N dose was lowered than when the nitrogen dose was increased.
Prof. dr hab. Kazimierz M azur Katedra Chemii Rolnej AR Krakow, al. Mickiewicza 21
