ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH

(1)

ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW

NAUK ROLNICZYCH

Z e s z y t 585

2016

Wydział Nauk o Żywności

Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

(2)

RADA REDAKCYJNA Andrzej Lenart – przewodniczący André Chwalibog (Dania) Rui Costa (Portugalia) Marco Dalla Rosa (Włochy) Frédéric Debeaufort (Francja) Jesus Frias (Irlandia)

Józef Horabik

Tadeusz Kudra (Kanada) Jan Łabętowicz

Jan Niemiec Edward Pierzgalski

KOMITET REDAKCYJNY

Dorota Witrowa-Rajchert – redaktor naczelna Mirosław Słowiński – zastępca redaktor naczelnej Ewa Gondek – sekretarz

ADRES REDAKCJI

Wydział Nauk o Żywności SGGW w Warszawie ul. Nowoursynowska 159c

02-776 Warszawa

Opracowanie redakcyjne – Ewa Janda, Violetta Kaska, Jan Kiryjow

Czasopismo w postaci wydrukowanej jest wersją pierwotną

ISSN 0084-5477

Wydawnictwo SGGW, ul. Nowoursynowska 166, 02-787 Warszawa tel. 22 593 55 20 (-22; -25 – sprzedaż), fax 22 593 55 21

e-mail: wydawnictwo@sggw.pl www.wydawnictwosggw.pl

Druk: POLIMAX s.c., ul. Nowoursynowska 161 L, 02-787 Warszawa

(3)

Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych nr 585, 2016, 3–11

alabar@tlen.pl

WPŁYW UŻYŹNIACZA GLEBOWEGO UGMAX NA PLON FRAKCJI HANDLOWEJ ORAZ ZAWARTOŚĆ AZOTU BIAŁKOWEGO I AZOTANÓW W BULWACH ZIEMNIAKA (SOLANUM TUBEROSUM L.)

Alicja Baranowska

¹

, Krystyna Zarzecka

²

, Iwona Mystkowska

¹

, Marek Gugała

²

1Państwowa Szkoła Wyższa im. Papieża Jana Pawła II w Białej Podlaskiej

2Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach

Streszczenie. Celem badań było określenie wpływu użyźniacza glebowego UGmax na plon frakcji handlowej, zawartość azotu białkowego i azotanów w bulwach ziemniaka jadalnego.

Badania realizowano w latach 2008–2010 na glebie zaliczanej do klasy bonitacyjnej IVa.

Badanymi czynnikami były odmiana ziemniaka oraz sposób aplikacji użyźniacza. Ocenie poddano dwie średnio wczesne odmiany ziemniaka jadalnego (Satina i Tajfun) oraz 5 spo- sobów stosowania preparatu UGmax różniących się dawką i terminem aplikacji. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że użyźniacz glebowy UGmax istotnie zwięk- szał plon bulw frakcji handlowej. Był on większy na wszystkich obiektach, na których aplikowano ten preparat niezależnie od dawki i terminu jego stosowania w porównaniu z obiektem standardowym. Plon bulw frakcji handlowej zależał również od uprawianych odmian. Użyźniacz glebowy UGmax istotnie zwiększał zawartość azotu białkowego w bulwach ziemniaka w porównaniu z obiektem standardowym, natomiast zawartość azotanów w świeżej masie bulw ziemniaka nie zależała od badanych czynników eksperymentu.

Słowa kluczowe: ziemniak, użyźniacz glebowy, plon frakcji handlowej, azot białkowy, azotany

WSTĘP

Współczesne rolnictwo stawia przed rolnikami nowe wyzwania, jednym z nich jest konieczność produkcji „bezpiecznej” i „ekologicznej” żywności [Gajewski i in. 2013].

Idea ochrony bioróżnorodności, środowiska naturalnego i konsumenta staje się coraz

(4)

bardziej popularna i prowadzi do poszukiwania różnych metod uprawy roślin z jedno- czesnym zmniejszeniem presji na otaczające środowisko przyrodnicze [Mrówczyński i Roth 2009]. Tendencje te widoczne są także w agrotechnice ziemniaka, gdzie ostatnio powszechnie kreowany jest proces tzw. ekologizacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej [Nowacki 2005]. Wyrazem dbałości o środowisko przyrodnicze i o jakość zebranych plo- nów jest wprowadzenie do produkcji roślinnej, w tym również ziemniaka, różnego rodza- ju użyźniaczy glebowych, biostymulatorów, efektywnych mikroorganizmów, preparatów wzbogacających glebę w próchnicę, poprawiających zdrowotność i odporność roślin na warunki stresowe, ułatwiających pobieranie składników pokarmowych oraz pozwalają- cych na osiąganie wysokich i dobrej jakości plonów [Trawczyński i Bogdanowicz 2007, Gajewski i in. 2010, Kołodziejczyk 2015]. Jednak możliwość wykorzystania preparatów mikrobiologicznych w praktyce rolniczej nie jest jeszcze w pełni poznana. Zwolennicy ich stosowania dowodzą korzystnego wpływu tych preparatów na zdrowotność roślin i gleby, co wiąże się z poprawą wielkości i jakości plonów, a przeciwnicy wskazują na małą wiarygodność wyników, wynikającą z krótkiego okresu badań oraz lokalnego ich zasięgu [Shah i in. 2001, Piskier 2006, Boligłowa i Gleń 2008].

Zainteresowanie praktyki rolniczej i nieliczne oraz niejednoznaczne dotychczas wyniki empiryczne skłaniają do dalszych badań nad wpływem preparatów zawierających mikroorganizmy na środowisko glebowe i plonowanie roślin [Kotwica i in. 2011]. Dla- tego też celem badań było określenie wpływu użyźniacza glebowego UGmax na plon frakcji handlowej oraz zawartość azotu białkowego i azotanów w bulwach ziemniaka jadalnego.

MATERIAŁ I METODY

Materiał źródłowy stanowiły wyniki doświadczenia polowego przeprowadzone- go w Rolniczej Stacji Doświadczalnej Zawady w latach 2008–2010 z zastosowaniem użyźniacza glebowego UGmax. Badania polowe realizowano na glebie typu gleby pło- we o składzie granulometrycznym gliny piaszczystej, zaliczanej do kompleksu żytnie- go bardzo dobrego, oraz klasy bonitacyjnej IVa, o odczynie lekko kwaśnym i kwaśnym (pH_KCl 4,81–5,91). Zasobność gleby w przyswajalny fosfor była od wysokiej do bardzo wysokiej, w potas od niskiej do wysokiej, w magnez od niskiej do średniej. Doświad- czenie założono metodą losowanych podbloków w trzech powtórzeniach. Badanymi czynnikami były odmiana ziemniaka oraz sposób aplikacji użyźniacza. Ocenie poddano dwie średnio wczesne odmiany ziemniaka jadalnego (Satina i Tajfun) oraz pięć sposobów stosowania preparatu UGmax w różnych dawkach i terminach: 1 – obiekt standardowy bez UGmax, 2 – UGmax doglebowo przed sadzeniem w dawce 1,0 dm³·ha^–1, 3 – UGmax doglebowo przed sadzeniem w dawce 0,5 dm³·ha^–1, przy wysokości roślin 10–15 cm i w fazie pąków kwiatowych po 0,25 dm³·ha^–1, 4 – UGmax przed sadzeniem w dawce 1,0 dm³·ha^–1 i przy wysokości roślin 10–15 cm i w fazie pąków kwiatowych po 0,5 dm³·ha^–1, 5 – UGmax dolistnie przy wysokości roślin 10–15 cm i w fazie pąków kwiatowych po 0,5 dm³·ha^–1. Preparat UGmax jest ekstraktem z kompostu zawierającym szczepionkę mikroorganizmów glebowych. W jego skład wchodzą: drożdże, bakterie kwasu mlekowego, bakterie Pseudomonas, Azotobakter i promieniowce oraz makro-

(5)

Wpływ użyźniacza glebowego UGmax na plon... 5

nr 585, 2016

i mikroelementy: potas (3500 mg·l^–1), azot (1200 mg·l^–1), siarka (1000 mg·l^–1), fosfor (500 mg·l^–1), sód (200 mg·l^–1), magnez (100 mg·l^–1), cynk (20 mg·l^–1), mangan (0,3 mg·l^–1).

Jesienią, przed założeniem doświadczenia, stosowano obornik w dawce 25 t·ha^–1 oraz nawożenie fosforowe 44,0 kg P·ha^–1 (superfosfat potrójny 46%) i potasowe 124,5 kg K·ha^–1(sól potasowa 60%), a wiosną nawożenie azotowe (saletra amonowa 34%) w dawce 100 kg N·ha^–1. Bulwy ziemniaka sadzono w rozstawie rzędów 67,5 cm, co 37 cm w rzędzie, w drugiej dekadzie kwietnia. Przeciw chwastom około 7 dni przed wschodami roślin ziemniaka zastosowano mieszaninę herbicydów Command 480 SC (0,2 dm³·ha^–1) i Afalon dyspersyjny 450 SC (1,0 dm³·ha^–1). W okresie wegetacji plantację chroniono przed stonką ziemniaczaną insektycydami Apacz 50 WG (40,0 g·ha^–1) i Actara 25 WG (80,0 g·ha^–1) oraz przed zarazą ziemniaka, stosując Ridomil Gold MZ 68 WG (2,0 kg·ha^–1) i Dithane 455 SC (2,0 kg·ha^–1). Zbioru dokonywano w okresie dojrzałości technologicznej bulw, w pierwszej dekadzie września. Tuż przed zbiorem na wszystkich obiektach doświadczenia wykopano bulwy z 10 roślin ziemniaka (z wyłączeniem roślin brzeżnych) i określono w nich strukturę plonu, wyodrębniając frakcje według średnicy poprzecznej: do 35, 36–50, 51–60 i powyżej 60 mm. Za plon frakcji handlowej przyjęto bulwy o średnicy > 35 mm [Roztropowicz 1999, Rozporządzenie MRiRW 2003]. Plon ogólny bulw został przedstawiony w pracy Zarzeckiej i Gugały [2013]. Azot białkowy oznaczono w suchej masie bulw metodą Kjeldahla na aparacie 2300 Kjeltec Analyzer Unit [Ostrowska i in. 1991]. Azotany oznaczono metodą kolorymetryczną. Wyniki badań opracowano statystycznie za pomocą analizy wariancji, a istotność różnic testowano te- stem Tukeya przy poziomie istotności p = 0,05.

Podczas prowadzenia badań panowały zróżnicowane warunki pogodowe. W 2008 roku temperatura powietrza była zbliżona do temperatury panującej w okresie wieloletnim i wynosiła średnio 14,7°C. Opady były większe niż w okresie wieloletnim o 96,2 mm, ale dobrze rozłożone w poszczególnych miesiącach wegetacji. Był to sezon sprzyjający wzrostowi i rozwojowi roślin ziemniaka oraz jego plonowaniu. W 2009 roku średnia temperatura powietrza była wyższa od średniej wieloletniej i wynosiła 15,1°C, a opady były rozłożone nierównomiernie. Rok 2010 był cieplejszy niż poprzednie sezony, a opady były bardzo duże (459,7 mm) i przekraczały średnią z okresu wieloletniego aż o 184,5 mm, był to sezon najbardziej wilgotny.

WYNIKI I DYSKUSJA

Wyzwaniem dla nauki i praktyki rolniczej staje się poszukiwanie nowoczesnych metod produkcji, wpływających nie tylko na wielkość i jakość plonów, ale również pozwa- lających odbudować aktywność biologiczną gleby. Jedną z nich może być stosowanie mikrobiologicznych preparatów poprawiających właściwości środowiska glebowego i ja- kość zebranych plonów [Boligłowa i Gleń 2008]. Wprowadzenie do gleby wyselekcjo- nowanych szczepów mikroorganizmów może poprawić jej aktywność mikrobiologiczną, przyspieszyć rozkład materii organicznej i zmienić jej właściwości fizyczne [Higa 1998, Kaczmarek i in. 2008, Zydlik i Zydlik 2008, Kołodziejczyk 2014]. Nieliczne i niejednoznaczne wyniki empiryczne skłaniają do dalszych badań nad wpływem preparatów zawierających mikroorganizmy.

(6)

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że plon bulw frakcji handlowej zależał istotnie od sposobu stosowania preparatu nawozowego UGmax, odmiany i wa- runków atmosferycznych podczas wegetacji roślin (tab. 1).

Tabela 1. Plon frakcji handlowej bulw o średnicy >35 mm (t·ha^–¹) Table 1. Yield of trade fraction of tubers >35 mm (t·ha^–¹)

Obiekty Objects

Odmiany ziemniaka Potato cultivars

Lata – Years Średnio

2008 2009 2010 Mean

1^*

Satina Tajfun

40,72 47,10

21,10 27,24

19,52 29,83

27,11 34,72

Średnio – Mean 43,91 24,17 24,68 30,92

2

Satina Tajfun

52,66 59,43

25,40 33,18

26,56 36,96

34,87 43,19

Średnio – Mean 56,05 29,29 31,76 39,03

3

Satina Tajfun

53,32 60,12

28,98 38,38

31,91 41,37

38,07 46,62

Średnio – Mean 56,72 33,68 36,64 42,35

4

Satina Tajfun

57,42 64,10

32,10 45,32

33,81 43,48

41,11 50,97

Średnio – Mean 60,76 38,71 38,65 46,04

5

Satina Tajfun

43,34 52,97

22,35 31,32

23,73 34,44

29,81 39,58

Średnio – Mean 48,16 26,84 29,09 34,70

Średnio – Mean 53,12 30,54 32,17 38,61

NIR_0,05– LSD_0,05 lata – years odmiany – cultivars

sposoby stosowania UGmax – methods of using UGmax lata × odmiany – years × cultivars

lata × sposoby stosowania UGmax – years × methods of using UGmax odmiany × sposoby stosowania UGmax – cultivars × methods of using UGmax

lata × odmiany × sposoby stosowania UGmax – years × cultivars × methods of using UGmax

0,99 0,64 1,03 1,68 1,78 10,30 17,80

* oznaczenia jak w metodyce badań – designations as in the methodology.

Największe plony bulw frakcji handlowej (46,0 i 42,4 t·ha^–1)zebrano odpowiednio z obiektu, na którym preparat mikrobiologiczny stosowano doglebowo przed sadzeniem i dwukrotnie podczas wegetacji w łącznej dawce 1,5 dm³·ha^–1, oraz z obiektu, na którym preparat UGmax aplikowano w tych samych terminach, ale w dawce mniejszej, wyno- szącej 1,0 dm³·ha^–1. Podobne wyniki badań uzyskali Trawczyński i Bogdanowicz [2007], Frąckowiak-Pawlak [2011] oraz Zarzecka i Gugała [2013]. W eksperymencie obserwo- wano zróżnicowane plonowanie odmian ziemniaka, wyżej plonowała odmiana Tajfun niż Satina. Analizując lata badań wykazano, że plon bulw frakcji handlowej istotnie zależał od przebiegu warunków pogodowych. Największy plon handlowy zebrano w 2008 roku, w którym warunki atmosferyczne były najkorzystniejsze dla plonowania ziemniaka.

W 2008 roku temperatura powietrza była zbliżona do temperatury panującej w okresie wieloletnim, natomiast opady były równomiernie rozłożone w poszczególnych miesią-

(7)

nr 585, 2016

cach wegetacji. Podobne wyniki badań uzyskał Nowacki [2002, 2006], który stwierdził, że udział plonu handlowego w plonie ogólnym jest determinowany między innymi prze- biegiem warunków pogodowych w okresie wegetacji.

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zawartość azotu białkowego w suchej masie bulw ziemniaka kształtowała się od 12,32 do 16,41 g·kg^–1 i była istotnie większa w bulwach zebranych z obiektów, na których zastosowano preparat nawozowy UGmax w stosunku do obiektu standardowego (tab. 2). Znajduje to potwierdzenie w bada- niach Wierzbickiej i Trawczyńskiego [2011], którzy wykazali, że stosowanie mikroorgani- zmów glebowych przyczynia się do zwiększenia zawartości azotu w bulwach ziemniaka.

Z kolei Trawczyński i Bogdanowicz [2007] nie udowodnili wpływu mikroorganizmów glebowych zawartych w użyźniaczu glebowym na gromadzenie tego składnika.

Tabela 2. Zawartość azotu białkowego w bulwach ziemniaka (g·kg^–¹ s.m.) Table 2. Content of protein nitrogen in potato tubers (g·kg^–¹ d.m.)

Obiekty Objects

Lata – Years Odmiany – Cultivars Średnio

2008 2009 2010 Satina Tajfun Mean

1^* 2 3 4 5

12,49 13,37 13,90 14,57 13,19

15,48 16,14 16,29 16,41 16,07

12,32 12,66 12,96 13,18 12,52

13,61 14,50 14,90 15,23 14,31

13,23 13,61 13,85 14,19 13,54

13,43 14,05 14,38 14,72 13,93 Średnio

– Mean 13,50 16,08 12,73 14,51 13,68 14,10

NIR_0,05–LSD_0,05 lata – years odmiany – cultivars

sposoby stosowania UGmax – methods of using UGmax

lata × sposoby stosowania UGmax – years × methods of using UGmax

0,29 0,18 0,32 0,56

Z przeprowadzonych badań wynika także, że zawartość azotu białkowego istotnie zależała od cech odmianowych. Więcej tego składnika w bulwach stwierdzono u odmiany Satina. O wpływie odmian na zawartość azotu w bulwach donoszą również Proś- ba-Białczyk i in. [2002] oraz Wierzbicka i Trawczyński [2011]. Największą zawartość azotu białkowego w bulwach ziemniaka odnotowano w 2009 roku, w którym lipiec był miesiącem ciepłym o niewielkiej ilości opadów, wynosiły one średnio 26,4 mm. W okresie wieloletnim w lipcu kształtowały się one na poziomie 49,8 mm. Wpływ warunków pogodowych na zawartość białka znajduje potwierdzenie w pracach Sas-Piotrowskiej [1974], Lis i in. [2002], Wierzbickiej i Trawczyńskiego [2011], którzy stwierdzili, że na zawartość białka ogólnego, a zwłaszcza właściwego, stymulująco wpływa ciepły, suchy i słoneczny okres wegetacji, natomiast nadmierne opady w okresie gromadzenia plonu mogą doprowadzić do wypłukania azotu z gleby, co wiąże się z ograniczonym pobiera- niem tego składnika przez rośliny.

Zawartość azotanów(V) w bulwach istotnie zależała tylko od warunków pogodowych panujących w okresie wegetacji roślin (tab. 3). Największą zawartość azotanów(V) w bulwach badanych odmian ziemniaka stwierdzono w 2008 roku, w którym panowała

(8)

wyższa temperatura powietrza w lipcu i sierpniu oraz odnotowano mniejszą ilość opa- dów w porównaniu z analogicznym okresem w pozostałych latach badań. Podobne wyniki uzyskali Frydecka-Mazurczyk i Zgórska [2000], Lis i in. [2002] oraz Trawczyński [2016]. W prowadzonym eksperymencie zawartość azotanów (V) w żadnej z badanych prób nie przekroczyła dopuszczalnego poziomu 200 mg NO₃·kg^–1 [Rozporządzenie Mi- nistra Zdrowia 2003].

Tabela 3. Zawartość azotanów w bulwach ziemniaka (mg·kg^–¹ ś.m.) Table 3. Content of nitrates in potato tubers (mg·kg^–¹ f.m.)

Obiekty Objects

Lata – Years Odmiany – Cultivars

Średnio

2008 2009 2010 Satina Tajfun Mean

1^* 2 3 4 5

172,5 174,1 173,8 174,0 173,0

166,6 167,2 167,3 167,6 166,8

151,2 152,4 158,0 160,0 152,0

163,5 165,0 165,5 166,0 163,9

163,2 164,1 167,2 168,4 163,9

163,4 164,6 166,4 167,2 163,9 Średnio

Mean 173,5 167,1 154,7 164,8 165,4 165,1

NIR_{0,05 –}LSD_0,05

lata – years 14,8

WNIOSKI

1. Użyźniacz glebowy UGmax zastosowany w różnych dawkach i terminach przy- czynił się do zwiększenia plonu bulw frakcji handlowej w porównaniu z obiektem standardowym.

2. Największe plony bulw zebrano z obiektów, na których UGmax stosowano doglebowo przed sadzeniem oraz nalistnie w trakcie wegetacji w łącznych dawkach 1,0 i 1,5 dm³·ha^–1.

3. Użyźniacz glebowy UGmax istotnie zwiększał zawartość azotu białkowego w bulwach ziemniaka w porównaniu z obiektem standardowym, natomiast zmiany w zawarto- ści azotanów w świeżej masie bulw ziemniaka nie były istotne.

LITERATURA

Boligłowa E., Gleń K., 2008. Assessment of effective microorganism activity (EM) in winter wheat production against fungal diseases. Ecol. Chem. Eng. 15(1–2), 23–27.

Frąckowiak-Pawlak K., 2011. Wyniki wieloletnich doświadczeń z UGmax. Por. Go sp. 2, 11.

Frydecka-Mazurczyk A., Zgórska K., 2000. Zawartość azotanów(V) w bulwach ziemniaka w za- leności od odmiany, miejsca uprawy i terminu zbioru. Żywność. Nauka. Technologia.

Jakość 4 (25) Supl., 46–51.

(9)

nr 585, 2016

Gajewski P., Kaczmarek A., Owczarzak W., Jakubas M., Mocek A., 2013. Wpływ dodatków orga- nicznych oraz preparatu EM-A na właściwości fizyczne, chemiczne oraz na stan struktu- ry poziomu orno-próchnicznego gleby uprawnej. Część III. Stan struktury. J. Res. App.

Agric. Eng. 58(3), 119–123.

Gajewski P., Kaczmarek Z., Mrugalska L., 2010. Wpływ wzrastających dawek preparatu EM-A na właściwości gleb uprawnych. Cz. I. Właściwości fizyczne i wodne. J. Res. App. Agric.

Eng. 55(3), 75–87.

Higa T., 1998. Effective Microorganisms, concept and recent advances in technology. Proceed. Ef- fective Microorganisms for a sustainable agriculture and environment. 4th Int. Conf. on Kyusei Nature Farming, Bellingham – Washington USA, 247–248.

Kaczmarek Z., Wolna-Murawka A., Jakubus M., 2008. Zmiany liczebności wybranych grup drob- noustrojów glebowych oraz aktywności enzymatycznej w glebie inokulowanej efekty- wnymi mikroorganizmami (EM). J. Res. Appl. Agric. Eng. 53(3), 122–127.

Kołodziejczyk M., 2014. Effectiveness of nitrogen fertilization and application of microbial preparations in potato cultivation. Turk. J. Agric. For., 38, 299–310.

Kołodziejczyk M., 2015. Effect of nitrogen fertilization and microbial preparations on N-min content in soil after potato harvesting. J. of Agric. Sci. and Technol. 17(5), 1245–1254.

Kotwica K., Jaskulska I., Jaskulski D., Gałęzewski L., Walczak D., 2011. Wpływ nawożenia azotem i sposobu użyźniania gleby na plonowanie pszenicy ozimej w zależności od przed- plonu. Fragm. Agron. 28(3), 53–62.

Lis B., Mazurczyk W., Trawczyński C., Wierzbicka A., 2002. Czynniki ograniczające wykorzystanie azotu przez rośliny ziemniaka a zagrożenie środowiska. Zesz. Prob. Post. Nauk Rol.

489, 165–174.

Mrówczyński M., Roth M., 2009. Zrównoważone stosowanie środków ochrony roślin. Prob. Inż.

Rol. 2, 93–97.

Nowacki W., 2002. Parametry jakości ziemniaka konfekcjonowanego – genetyczne i środowisko- we ich uwarunkowania. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 489, 335–346.

Nowacki W., 2005. Stopień chemizacji w technologii uprawy ziemniaka w Polsce. Post. Ochr.

Rośl./Prog. Plant Prot. 45(1), 317–324.

Nowacki W., 2006. Udział plonu handlowego w plonie ogólnym jadalnych odmian ziemniaka.

Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 511, 429–439.

Ostrowska A., Gawliński S., Szczubiałkowa Z., 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Inst. Ochr. Środ., Warszawa, ss. 310.

Piskier T., 2006. Reakcja pszenicy jarej na stosowanie biostymulatorów i absorbentów glebowych.

J. Res. Appl. Agric. Eng. 51(2), 136–138.

Praca zbiorowa pod red. Roztropowicz S. 1999. Metodyka obserwacji, pomiarów i pobierania prób w agrotechnicznych doświadczeniach z ziemniakiem. IHAR Jadwisin, 45–46.

Prośba-Białczyk U., Matkowski K., Pląskowska E., 2002. Wpływ ochrony i sposobu uprawy na produkcyjność i zdrowotność czterech odmian skrobiowych ziemniaka. Zesz. Probl.

Post. Nauk Rol. 489, 249–259.

Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi w sprawie szczegółowych wymagań w zakre- sie jakości handlowej ziemniaków. 2003. (Dz.U. z 2003 r. nr 194 poz. 1900).

Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r. w sprawie maksymalnych poziomów zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych, które mogą znajdować się w żywności, składnikach żywności, dozwolonych substancjach dodatkowych, substancjach pomaga- jących w przetwarzaniu albo na powierzchni żywności (Dz.U. z 2003 r. nr 37, poz. 326 z późn. zm.).

(10)

Roztropowicz S., Czerko Z., Głuska A., Goliszewski W., Gruczek T., Lis B., Lutomirska B., No- wacki W., Rykaczewska K., Sowa-Niedziałkowska G., Szutkowska M., Wierzejska-Bu- jakowska A., Zarzyńska K., Zgórska K., 1999. Metodyka obserwacji, pomiarów i pobierania prób w agrotechnicznych doświadczeniach z ziemniakiem. Wyd. IHAR Radzików, Oddział Jadwisin, 1–50.

Sas-Piotrowska B., 1974. Wpływ środowiska na zawartość białka w ziemniaku. Z prac Inst. Ziemn.

7, 3–18.

Shah H.S., Saleem M.F., Shahid M., 2001. Effect of different fertilizers and effective microorganisms on growth, yield and quality of maize. Int. J. Agric. Biol. 3, 378–379.

Trawczyński C., Bogdanowicz P., 2007. Wykorzystanie użyźniacza glebowego w aspekcie ekologicznej uprawy ziemniaka. J. Res. App. Agric. Eng. 52(4), 94–97.

Trawczyński C., 2016. Plon i jakość bulw nowych odmian ziemniaka w warunkach zróżnicowane- go nawożenia mineralnego azotem. Acta Agrophysica, 23(2), 261–273.

Wierzbicka A., Trawczyński C., 2011. Wpływ nawadniania i mikroorganizmów glebowych na zawartość makro- i mikroelementów w bulwach ziemniaków ekologicznych. Fragm.

Agron. 28(4), 139–148.

Zarzecka K., Gugała M., 2013. Wpływ użyźniacza glebowego UGmax na plon ziemniaka i jego strukturę. Biul. IHAR 267, 107–112.

Zydlik P., Zydlik Z., 2008. Impact of biological effective microorganisms (EM) preparations on some physico-chemical properties of soil and the vegetative growth of apple-tree root- stocks. Nauka Przyr. Techn. 2(1), 1–8.

THE IMPACT OF THE SOIL FERTILIZER UGMAX ON THE YIELD OF COMMERCIAL FRACTION, THE CONTENT OF PROTEIN NITROGEN AND NITRATES IN POTATO TUBERS (SOLANUM TUBEROSUM L.)

Summary. The interest in agricultural practice, as well as the slight and inconsistent empi- rical results achieved thus far, prompted to further research into the impact of preparations containing microorganisms to the soil environmental and plant yielding. The aim of the research was to define the impact of the soil fertilizer UGmax on the commercial fraction yields, the content of protein nitrogen and nitrates in edible potato tubers. A field experiment was carried out at Agricultural Experimental Station in the Zawady (52o03oN; 22o3oE) on the IVa soil valuation class in years 2008–2010. The examined factors included variety and method of the soil fertilizer UGmax application. Two medium-early varieties of edible potato (Satina and Tajfun) and five ways of using the soil fertilizer Ugmax, in different doses and terms were assessed: 1. standard object without UGmax, 2. UGmax applied to the soil before tuber planting at a dose of 1,0 dm^–3·ha¹, 3. UGmax applied to the soil before tuber planting at a dose of 0,5 dm³·ha^–1, when the height of plants is about 10–15 cm, and in the flower buds making phase at a dose of 0,25 dm³·ha^–1,4. UGmax before tuber planting at a dose of 1,0 dm³·ha^–1 and when the height of plants is about 10–15 cm and in the flower buds making phase at a dose of 0,5 dm³·ha^–1, 5. UGmax when the height of plants is about 10–15 cm and in the flower buds making phase at a dose of 0,5 dm³·ha^–1. The soil fertilizer was dissolved in 300 dm³ of water per hectare. The soil fertilizer UGmax is an extract of compost containing the vaccine of the soil microorganisms. It consists of: lactic bacteria, bacteria Pseudomonas, Azotobakter, actinomycetes, yeast and macro and micro- nutrients such as: potassium (3500 mg·l^–1), nitrogen (1200 mg·l^–1), sulphur (1000 mg·l^–1), phosphorus (500 mg·l^–1), sodium (200 mg·l^–1), magnesium (100 mg·l^–1), zinc (20 mg·l^–1),

(11)

nr 585, 2016

manganese (0,3 mg·l^–1). As a result of the research, it was shown that the microbiological preparation used during the experiment significantly influenced the yield increase of commercial fraction tubers. This yield was bigger at each object after using of the preparation, in comparison with the standard object. Our own research has shown that the commercial fraction yield also depended on the cultivated varieties. The soil fertilizer UGmax significantly increased the content of protein nitrogen in potato tubers, in comparison with the standard object. Changes in the nitrate content in the fresh mass of potato tubers were not significant.

Key words: potato, soil fertilizer, commercial fraction yields, protein nitrogen, nitrates

(12)

(13)

bozena.bogucka@uwm.edu.pl

EFFECT OF MINERAL FERTILIZATION ON SELECTED COMPONENTS OF TUBERS OF DIFFERENT POTATO CULTIVARS

Bożena Bogucka

, Bożena Cwalina-Ambroziak

University of Warmia and Mazury in Olsztyn

Summary. Potato tubers accumulate non-starch polysaccharides. A higher level of carbo- phydrates is correlated with a higher amount of potato pulp and high starch losses during technological processing. During the extraction of starch from potato tubers, glycoalkaloids, free amino acids and proteins are transferred to starch milk, which increases its foaminess and hinders further processing. Another important goal is to prevent the darkening of raw potato pulp. The scarcity of research reports on the effect of fertilization on the content of soluble and insoluble non-starch polysaccharides has encouraged the authors to undertake this study.

The aim of this study was to determine the effect of soil (280 and 420 kg NPK·ha^-1) and foliar (Basfoliar 12-4-6, ADOB Mn, Solubor DF) application of mineral fertilizers on nutrient concentrations in potato varieties. The varieties had a significant effect on the dry matter content of tubers and flesh darkening four hours after cutting. The levels of crude protein and non- starch polysaccharides were affected by the varieties and soil fertilizer doses. The late variety had the highest dry matter content. The medium-early variety the highest content of crude protein, the lowest content of non-starch polysaccharides and a low degree of flesh darkening.

Foliar fertilizers had no significant influence on the analyzed parameters.

The high level of soil fertilization (420 kg NPK·ha^-1) contributed to an increased content of protein and carbohydrates, which makes starch extraction from potato tubers more difficult.

Key words: potato, fertilization, organic components, flesh darkening

INTRODUCTION

The potato was introduced to Ireland in the 17^th century, and since then potato production technologies have been greatly improved. Combined foliar and soil application of mineral fertilizers is a crop management strategy that minimizes plant nutrient losses [Westermann 2005]. Potatoes are a rich source of starch for different industry branches.

(14)

Potato tubers accumulate also non-starch polysaccharides (cellulose, hemicellulose, pec- tin and lignin). Higher carbohydrate levels are correlated with higher amounts of potato pulp (by-product of the extraction of potato starch) and higher starch losses in the production process. During starch extraction from potato tubers, glycoalkaloids, free amino acids and proteins are transferred to starch milk, which increases its foaminess and hinders further processing. Another important consideration is how to prevent the darkening of raw potato flesh [Lisińska 2006]. There is a scarcity of published research on the effect of foliar fertilizers on the content of soluble and insoluble non-starch polysaccharides in potato tubers, which can contribute to starch losses in the production process. This has encouraged the authors to conduct the present study.

MATERIALS AND METHODS

In 2008–2010, field experiments were conducted at the Department of Agrotechno- logy and Crop Production Management, University of Warmia and Mazury in Olsztyn.

The field was located at the Agricultural Experiment Station in Bałcyny (N = 53°35′49″;

E = 19°51′20,3″). Three-factorial replicable trials (repeated in subsequent years) were set up in a randomized split-split-plot design with three replications.

The first experimental factor was a potato variety: ‘Adam’ (a medium-early variety with an average starch content of 185 g·kg^-1), ‘Pasja Pomorska’ (a medium-late variety with an average starch content of 200 g·kg^-1), and ‘Ślęza’ (a late variety with a high starch content of 215 g·kg^-1). ‘Pasja Pomorska’ and ‘Ślęza’ are preferred for starch production in Poland. In 2014, the variety ‘Ślęża’ was deleted from the register The second factor comprised two levels of soil fertilization: A – 280 kg NPK·ha^-1 (80 N, 80 P, 120 K), B – – 420 kg NPK·ha^-1 (120 N, 144 P, 156 K). Soil fertilization involved single application of potassium salt (49.8%), triple superphosphate (20.1%) and ammonium nitrate (34%) before potato planting. The third factor was foliar fertilization: a – Basfoliar 12-4-6 (8 dm·ha^-1), b – ADOB Mn (4 dm·ha^-1), c – Solubor DF (2 dm·ha^-1), d – ADOB Mn + So- lubor DF (2 + 1 dm·ha^-1), e – ADOB Mn + Basfoliar 12-4-6 (2 + 4 dm·ha^-1), f – Basfoliar 12-4-6 + Solubor DF(4 + 1 dm·ha^-1), g – Basfoliar 12-4-6 + ADOB Mn + Solubor DF (2.7 + + 1.3 + 0.7 dm·ha^-1), h – control treatment – no foliar fertilization. Foliar fertilizers were applied once, at the beginning of flowering (BBCH 61). The composition of foliar fertilizers was as follows (% by weight): ADOB^® Mn: Mn – 10.0, N – 6.5, Mg – 2.0; Solu- bor^® DF: B – 17.5; Basfoliar^®12-4-6: N – 12.0, P– 1.7, K– 4.98, Mg – 0.12, Mn – 0.01, Cu – 0.01, Fe – 0.01, B – 0.02, Zn – 0.005, Mo – 0.005 [www.adob.com.pl].

Each year, the experiment was established on Haplic Luvisol originating from boulder clay [IUSS Working Group WRB 2006]. Composite soil samples were taken from each plot to a depth of 20 cm to determine the chemical properties of soil. On the experimental sites, soil pH in 1mol dm³ KCl ranged from 6.2 to 6.4 and soil nutrient levels ranged from 82 to 144 mg·kg^-1P (Egner-Riehm method), 153 to 184 mg·kg^-1 K (Egner-Riehm method), 170 to 210 mg·kg^-1 Mn (AAS), 0.44 to 1.18 mg·kg^-1 B (colorometry, Specol 11 spectro-colorimeter, Carl Zeiss Jena, Germany) (Table 1).

Potatoes were planted at the end of April. Each year, they were grown after cereals, without organic fertilization, and were harvested at full ripeness, at the end of September.

(15)

Effect of mineral fertilization on selected components... 15

nr 585, 2016

Cultivation practices included double hilling and repeated spraying with pesticides.

The herbicide Afalon Dispersive 450 SC in a dose of 2 dm³·ha^-1 was used to control dicot- yledonous weeds, against potato blight was prevented by – the systemic action fungicide Ridomil Gold MZ 68 WG 2 kg·ha^-1 and Tattoo C 750 SC 2 dm³·ha^-1. At a later time, the preparation with surface activity Antracol 70 WG 1.8 kg·ha^-1, Gwarant 500 SC 2 dm³·ha^-1. Neonikotynoid – Apacz 50 WG 40 g·ha^-1, Calypso 480 SC 0.08 dm³·ha^-1 and Mospilan 20 SP 80 g·ha^-1 – were applied against Colorado potato beetle.

The dry matter content of potatoes was determined by drying to constant weight. The concentrations of non-starch polysaccharides (crude fiber) were determined by indirect filtration according to the Lepper method (PN-EN ISO 6865:2000). Nitrogen and total protein content was measured by the Kjeldahl method (PN – ISO 5983:2000). The protein content of fresh weight and dry weight was calculated. All analyses were performed at the Chemical Laboratory of the Department of Animal Nutrition and Feed Science, Uni- versity of Warmia and Mazury in Olsztyn. Samples collected from all treatments were analyzed in two replications per treatment.

The darkening of raw flesh was evaluated subjectively on ten tubers collected from each treatment, 10 minutes and four hours after cutting, on a Danish color scale from 1 – most intense darkening to 9 – unchanged color.

THE STATISTICAL METHODS

The results were processed statistically by ANOVA. The significance of differences between treatments was determined by the Tukey’s test, at p = 0.05. All analyses were performed in the STATISTICA 10^® application.

A partial correlation between the protein content of potato tubers vs. dry matter content was calculated using linear regression equations.

THE METEOROLOGICAL CONDITIONS

The year 2008 was characterized by uneven distribution of rainfall: dry spells were followed by wet spells. During the potato growing season, total amount of rainfall was 99.6 mm lower, and mean daily air temperature was 0.7°C higher than the respective 40-year averages. Rainfall was also unevenly distributed in 2009, and dry and rainy Table 1. Selected chemical properties of topsoil (0–20 cm) before the establishment of the experi-

ment in successive years of the study

Tabela 1. Wybrane właściwości chemiczne wierzchniej warstwy gleby (0–20 cm) przed założe- niem doświadczenia w kolejnych latach badań

Rok badań Year of study

Kwasowość (pH in 1·mol dm³ KCl) Acidity (pH in 1·mol·dm³ KCl)

Składniki przyswajalne (mg·kg^-1gleby) Available nutrients (mg·kg^-1soil)

P K Mn B

2008 6.16 122 170 170 1.18

2009 6.27 82 153 193 0.86

2010 6.42 144 184 210 0.44

(16)

periods occurred alternately. During the potato growing season, total amount of rainfall was only 26.8 mm lower, and mean daily air temperature was 1.4°C higher than the respective 40-year averages. In 2010, rainfall was more evenly distributed than in 2008 and 2009.

During the potato growing season, total amount of rainfall was 44 mm higher, and mean daily air temperature was 1.6°C higher than the respective 40-year averages (Table 2).

Table 2. Climate conditions during the growing season in Bałcyny Tabela 2. Warunki klimatyczne okresu wegetacji w Bałcynach

Rok badań Year of

study

Odchylenie od średniej wieloletniej 1961–2000 Deviations from the long-term average of 1961–2000 Opady atmosferyczne (mm)

Rainfall total (mm)

Temperatura powietrza (°C) Air temperature (°C)

IV V VI VII VIII IX IV V VI VII VIII IX

2008 –1.4 – 8.3 – 40.5 –34.3 +25.0 –40.1 +1.2 –0.1 +0.9 +1.4 +1.3 –0.8 2009 – 31.5 +32.9 +64.8 +0.90 –52.4 –41.5 +3.1 –0.2 –1.0 +2.0 +2.0 +2.1 2010 –25.8 +48.8 +5.4 +6.5 +21.2 –12.1 +1.3 0.0 + 0.1 +4.6 +3.5 –0.4

RESULTS AND DISCUSSION

The late variety ‘Ślęza’ had the highest dry matter content, followed by the medium-late ‘Pasja’ and medium-early ‘Adam’, and the noted differences were statistically significant (Fig. 1). According to Zimnoch-Guzowska and Flis [2006], the dry matter content of potatoes ranges from 131 to 368 g·kg^-1. In a study by Jansen and Flamme [2006] potatoes accumulated 183 to 341 g·kg^-1 dry matter. Hasse et al. [2007], Kołodziejczyk and Szmigiel [2007] demonstrated that the dry matter content of potato tubers is a varietal trait.

Fig. 1. The variety and the dry matter content (g·kg^-1) of potato tubers, a, b, c – values marked with the same letter do not differ signifi cantly, Pasja = Pasja Pomorska

Rys. 1. Odmiana a zawartość suchej masy (g·kg^-1) w bulwach ziemniaka, a, b, c – wartości oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie, Pasja = Pasja Pomorska

g·kg^-1

(17)

nr 585, 2016

Soil fertilization had no significant effect on dry matter accumulation in potato tubers, which corroborates the findings of Rożyło and Pałys [2009] and Öztürk et al. [2010]

reported that nitrogen fertilization increased from 120 to 240 kg·ha^-1and phosphorus fertilization at 90 and 180 kg P·ha^-1had no influence on the dry matter content of potato tubers. Fontes et al. [2010] demonstrated that increasing nitrogen doses (50, 100, 200 and 300 kg N·ha^-1) affected dry matter concentrations in potatoes. Hasse et al. [2007] found that potassium fertilizers contributed to a 21 g·kg^-1 decrease in the dry matter content of organic potatoes. Foliar fertilizers had no effect on dry matter levels in potatoes. In a study by Kołodziejczyk and Szmigiel [2007] dry mater accumulation in potato tubers was not affected by microelement foliar fertilizers, either.

The concentrations of non-starch polysaccharides in potato tubers varied between varieties. The content of non-starch polysaccharides was significantly higher in var. ‘Pasja Pomorska’ and ‘Ślęza’ (2.26 and 1.61 g·kg^-1, respectively) than in var. ‘Adam’ (Fig. 2).

According to Zimnoch-Guzowska and Flis [2006], the crude fiber content of potatoes ranges from 1.7 to 34.8 g·kg^-1. Our results are consistent with those of Tajner-Czopek et al. [2002] who reported that late varieties are characterized by the highest content of non-starch polysaccharides, up to 35% higher in comparison with early and medium- -early varieties. According to Kita et al. [2000], non-starch polysaccharides accumulate in the cork layer of potato tubers, which explains why their concentrations are higher in late varieties.

Fig. 2. The variety and the content of non-starch polysaccharides (g·kg^-1) in potato tubers. Expla- nations see Fig. 1

Rys. 2. Odmiana a zawartość węglowodanów nieskrobiowych (g·kg^-1) w bulwach ziemniaka.

Objaśnienia jak pod rys. 1

Increasing doses of soil fertilizers ( from 280 to 420 kg NPK·ha^-1) and the application of foliar fertilizers did not increase the levels of non-starch polysaccharides in potatoes.

An increase in soil fertilization by 240 kg NPK·ha^-1significantly increased the content of non-starch polysaccharides (by 1.66 g·kg^-1) only in var. ‘Ślęza’ (Fig. 3).

The protein content of potato dry weight was also the highest in the medium-early variety ‘Adam’, i.e. by 23% higher than in var. ‘Pasja Pomorska’ and ‘Ślęza’ (Fig. 4). Our results support previous research conducted by Burgos et al. [2009], Stankiewicz et al. [2008], and Wierzbicka and Trawczyński [2012] who determined higher protein concentrations

g·kg^-1

(18)

in potato dry weight in medium-early varieties (80.6–86.3 g·kg^-1 DW) than in late varieties (67.6–63.0 g·kg^-1 DW). Jansen and Flamme [2006] reported that the protein content of potato tubers ranged from 44 to 136 g·kg^-1.

In treatments with soil fertilization at 420 kg NPK·ha^-1, the protein content of potato tubers increased significantly by 4.9 g·kg^-1 DW (Fig. 5). Wierzbicka and Trawczyński [2012], Murawska et al. [2015] demonstrated that an increase in nitrogen doses by 40 kg per ha had a significant effect on the protein content of potatoes. Wacławowicz et al. [2006], and Fig. 3. The variety and soil fertilization and the content of non-starch polysaccharides (g·kg^-1) in potato tubers, a, b, c – values marked with the same letter do not differ signifi cantly, A – 280 kg NPK·ha^-1; B – 420 kg NPK·ha^-1, Pasja = Pasja Pomorska

Rys. 3. Odmiana i nawożenie doglebowe a zawartość węglowodanów nieskrobiowych (g·kg^-1) w bulwach ziemniaka, a, b, c – wartości oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie, A – 280 kg NPK·ha^-1; B – 420 kg NPK·ha^-1, Pasja = Pasja Pomorska

Fig. 4. The variety and the crude protein content (g·kg^-1) of potato tubers. Explanations see Fig. 1.

Rys. 4. Odmiany a zawartość białka surowego (g·kg^-1) w bulwach ziemniaka. Objaśnienia jak pod rys. 1.

g·kg^-1 g·kg^-1

(19)

nr 585, 2016

Różyło and Pałys [2009] noted an increase (by 50 g·kg^-1 DW) in protein percentage with increasing doses of soil fertilizers. In the work of Stankiewicz et al. [2008], an increase in nitrogen doses by 30 kg per ha contributed to an increase in protein accumulation in potato tubers by up to 70 g kg^-1 DW. Öztürk et al. [2010] demonstrated that increasing nitrogen doses increased protein concentrations by up to 12 g·kg^-1 DW. In an experiment by Fontes et al. [2010], increasing nitrogen doses (50, 100, 200 and 300 kg N·ha^-1) caused a linear or quadratic increase in tuber protein concentrations, depending on a cultivar.

Foliar fertilization had no significant effect on the crude protein content of potato tubers. Barczak and Kozera [2007] demonstrated that copper and molybdenum contained in microelement foliar fertilizers increased crude protein levels in potatoes. In the present study, the above elements were included in Basfoliar^®12-4-6, but they had no influence on protein concentrations. Kołodziejczyk and Szmigiel [2007] reported an increase in the total protein content of potato tubers in response to microelement foliar fertilizers containing titanium.

Correlation analyses revealed a linear relationship between dry matter content vs.

protein content in potato tubers; protein content decreased with increasing concentrations of dry matter (Fig. 6). Protein yield increased with an increase in dry matter yield and protein concentrations on a dry matter basis (Fig. 7) [Wierzbicka, Trawczyński 2012, Bogucka 2014].

No changes were observed in the color of raw potato flesh 10 minutes after cutting.

Four hours after cutting, medium-late and late varieties were characterized by more intense darkening of raw flesh than the medium-early variety ‘Adam’, whose flesh color changed the last. The differences between varieties were statistically significant (Fig. 8).

Variety-dependent enzymatic browning in potatoes was also reported by Grudzińska and Zgórska (2006). According to Brown et al. [1999] enzymatic browning in raw tubers is a hereditary qualitative trait.

Fig. 5. The soil fertilization and the crude protein content (g·kg^-1) of potato tubers. Explanations see Fig. 3

Rys 5. Nawożenie doglebowe a zawartość białka surowego (g·kg^-1) w bulwach ziemniaka.

Objaśnienia jak pod rys. 3

g·kg^-1

(20)

200 220 240 260 280 300 320 340 360 sucha masa, dry matter (g·kg^-1)

30 40 50 60 70 80 90 100 110

zawartość białka, protein content (g·kg-1) r = -0.5737

Fig. 6. Partial correlation between protein content (g·kg^-1 DW) (y) or dry matter content of potato tubers (g·kg^-1) (x)

Rys. 6. Zależność cząstkowa pomiędzy zawartością białka (g·kg^-1 DW) (y) a zawartością suchej masy w bulwach ziemniaka (g·kg^-1) (x)

plon białka, protein yield (kg·ha^-1) = -26.56 + 7.4690 *zawartość białka, protein content (g·kg^-1) współczynnik korelacji, coefficient of correlation:

r = 0 .71104

30 40 50 60 70 80 90 100 110

zawartość białka, protein content (g·ka ^-1) 100

200 300 400 500 600 700 800 900

plon białka, protein yield (kg·ha -1)

4 6 8 10 12 14 16 18

sucha masa, dry mattery yield (t·ha^-1) 100

200 300 400 500 600 700 800 900

plon białka, protein yield (kg·ha-1)

plon białka, protein yield (kg·ha^-1) = 134.71 + 33.761 * sucha masa, dry mattery yield (t·ha^-1) współczynnik korelacji, coefficient of correlation:

r = 0.567

Fig. 7. Partial correlation between protein yield (kg·ha^-1) (y) and protein content (g·kg^-1DW) or the yield of dry matter (t·ha^-1) of potato tubers (x)

-1 -1

(21)

nr 585, 2016

Fig. 8. The variety and darkening of raw tuber fl esh four hours after cutting (9°scale). Explana- tions see Fig. 1

Rys. 8. Odmiana a ciemnienie bulw surowych po 4 godzinach (9°skala). Objaśnienia jak pod rys. 1

Soil fertilization had no significant effect on the darkening of raw potato flesh. Peshin and Singh [1999] found that intensive nitrogen fertilization could indirectly contribute to enzymatic browning in potato tubers through increasing the concentrations of phenolic compounds. According to Müller [1988], moderate potassium doses may reduce potato proneness to darkening. In our study, foliar fertilization had no significant effect on the analyzed parameter. Mondy and Munshi [1993] demonstrated that microelement foliar fertilizers, in particular boron, decreased the content of phenolic compounds in raw potato tubers, thus reducing their proneness to darkening, which was not observed in the present experiment.

CONCLUSIONS

The accumulation of dry matter, crude protein and non-starch polysaccharides in pota- to tubers and the darkening of raw flesh were different between the varieties. An increase in the NPK doses from 280 to 420 kg·ha^-1increased only the crude protein content of potatoes. Soil fertilization resulted in significant differences in the concentrations of non- starch polysaccharides between the potato varieties. Foliar fertilizers had no influence on tuber quality.

A correlation analysis revealed that higher concentrations of dry matter in potato tubers were correlated with a lower protein content. This implies that late varieties, characterized by a higher content of starch and dry matter, accumulate lowers amounts of protein that medium-early and medium-late varieties, which makes them more suitable for starch production.

A high level of soil fertilization (420 kg NPK·ha^-1) contributed to an increase in the concentrations of protein and carbohydrates, which hinders starch extraction from potato tubers.

(22)

REFERENCES

Barczak B., Kozera W., 2007. Effects of leaf fertilization of potato plants with microelements on fractional composition of proteins in tubers. Biuletyn IHAR 243, 167–177.

Bogucka B., 2014. Effect of different mineral fertilization technologies on the size of starch gran- ules in potato. Starch/ Stärke, 66, 1–6. DOI 10.1002/star.201300242.

Brown C.R., McNabnay M., Dean B., 1999. Genetic characterization of reduced melanin formation in tuber tissue of Solanum hjertingii and hybrids with cultivated diploids. Am. J. of Pot.

Res. 76, 37–43.

Burgos G., Haan S., Salas E., Bonierbale M., 2009. Protein, iron, zinc and calcium concentrations of potatoes following traditional processing as “chunno”. J. of Food Composition and Analysis 22, 617–619.

Fontes P.C.R., Braun H., Busato C., Cecon P.R., 2010. Economic optimum nitrogen fertilization rates and nitrogen fertilization effect on tuber characteristic of potato cultivars. Potato Res. 53, 161–179.

Grudzińska M., Zgórska K. 2006. Enzymatic darkening of the tuber pulp depending on potato cultivar. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 511: 579–584.

Hasse T., Schüler C., Hasse N.U., Heß J., 2007. Suitability of organic potatoes for industrial processing: Effect of agronomical measures on selected quality parameters AT harvest and after storage. Potato Res. 50, 115–141.

IUSS W^ORKING G^ROUP WRB, 2006. World Reference Base for Soil Resources. 2nd edition. World Soil Resources Reports No. 103. FAO, Rome.

Jansen G., Flamme W., 2006. Coloured potatoes (Solanum tuberosum L.) – anthocyanin content and tuber quality. Genetic Resources and Crop Evolution 53, 1321–1331.

Kita A., Rytel E., Tajner-Czopek A., Lisińska G., 2000. The consistency chips depending on the potato harvest date. Żywność Nauka Technologia Jakość 4(25), 60–69.

Kołodziejczyk M., Szmigiel A., 2007. Effect of selected agrotechnical factors on potato yielding and chemical compositions of tubers. Fragm. Agronom. 2(94), 151–158.

Lisińska G., 2006. The technological value of potato varieties for processing in starch and food processing. Ziemniak Polski 3, 28–31.

Mondy M.I., Munshi C.B., 1993. Effect of soil and foliar application of molybdenum on the gly- coalkaloid and nitrate concentration of potatoes. J. Agric. Food Chem. 42, 256–258.

Murawska B., Spychaj-Fabisiak E., Majcherczyk E., Kozera W., Gaj R., Różański S., Jachymska J., 2015. Znaczenie międzyplonów i mikroelementów w uprawie ziemniaka. Zesz. Probl.

Post. Nauk Roln. 580, 75–83.

Müller K., 1988. Zur frage für Kalidüngung zur Kartoffeln. Kartoffelbau 39(3), 102, 104–105.

Öztürk E., Kavurmaci Z., Kara K., Polat T., 2010. The effects of different nitrogen and phosphorus rates on some quality traits of potato. Potato Res. 53, 309–312.

Peshin A, Singh B., 1999. Biochemical composition of potato tubers as influenced by higher nitro- gen application. J. Indian Potato Assoc. 26 (3–4), 145–147.

Różyło K., Pałys E., 2009. The chemical composition of potato tu bers and its correlations with the Mount of weed infestation depending on the fertilization system and the agronomical category of soil. Annales UMCS Lublin-Polonia, s. E, 64(3), 110–119.

Stankiewicz Cz., Bombik A., Rymuza K., Sratczewski J., 2008. An impact of selected agrotechno- logical operations on protein and exogenous amino acid content in potato tubers of Irga and Ekra cultivars turing their storage. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 530, 281–291.

Tajner-Czopek A., Kita A., Rytel E., Gołubowska G., 2002. The content of non-starch polysaccharides and lignin in potato tubers of varietes differing in their length of vegetation time.

Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 489, 291–299.

(23)

nr 585, 2016

Wacławowicz R., Zimny L., Oliwa T., 2006. The effect of long-term potato cultivation in monocul- ture and specialistic crop rotations on the quality of tubers. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol.

511, 255–264.

Westermann D.T., 2005. Nutritional requirements of potatoes. Am. J. of Pot. Res. 82, 301–307.

Wierzbicka A., Trawczyński C., 2012. Factors affecting the protein kontent and protein field in potato tubers. Biuletyn IHAR 266, 181–190.

Zimnoch-Guzowska E., Flis B., 2006. Inheritance of the quality traits in potato. Zesz. Probl. Post.

Nauk Rol. 511, 23–36.

WPŁYW NAWOŻENIA MINERALNEGO NA KSZTAŁTOWANIE WYBRANYCH SKŁADNIKÓW W BULWACH RÓŻNYCH ODMIAN ZIEMNIAKA

Streszczenie. Bulwy ziemniaka gromadzą polisacharydy nieskrobiowe. Wyższy poziom węglowodanów jest skorelowany z większą ilością miazgi ziemniaczanej i ze stratami skrobi w procesie produkcyjnym. Podczas ekstrakcji skrobi z bulw ziemniaczanych glikoalkaloidy, wolne aminokwasy i białka przenoszą się do mleka skrobiowego, co zwiększa straty i utrud- nia dalszą obróbkę. Ważnym czynnikiem jest też zapobieganie ciemnieniu miąższu surowego ziemniaka. Niedobór opublikowanych badań na temat wpływu nawożenia na zawartość rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych polisacharydów nieskrobiowych w bulwach ziemniaka, które mogą przyczynić się do strat skrobi w produkcji, skłonił do przeprowadzenia niniejszych badań. Celem badań była ocena wpływu nawożenia mineralnego doglebowego (280 i 420 kg NPK ha^-1) oraz nawozów dolistnych (Basfoliar 12-4-6, ADOB Mn, Solubor DF) na zawartość składników w bulwach średnio wczesnej, średnio późnej i późnej odmiany ziemniaka. Odmiany miały istotny wpływ na zawartość suchej masy bulw i ciemnienie miąż- szu bulw surowych cztery godziny po przecięciu. Poziom białka surowego i polisacharydów nieskrobiowych zależał od odmiany i poziomu nawożenia. Odmiana późna wyróżniała się największą zawartością suchej masy. Odmiana średnio wczesna miała największą zawartość białka oraz najmniejszą zawartość polisacharydów nieskrobiowych i charakteryzowała się niskim stopniem ciemnienia. Nawozy dolistne nie miały istotnego wpływu na analizowane parametry. Wysoki poziom nawożenia doglebowego (420 kg NPK ha^-1) przyczynił się do wzrostu poziomu białka i węglowodanów, które utrudniają ekstrakcję skrobi z bulw ziemniaka.

Słowa kluczowe: ziemniak, nawożenie, składniki organiczne, ciemnienie miąższu

The study was financed by the Polish Ministry of Science in 2008–2011 (research project No. N N310 307334)

(24)

(25)

b.borczak@ur.krakow.pl

WPŁYW OBRÓBKI KULINARNEJ NA WSKAŹNIK

TRAWIENIA ORAZ ZAWARTOŚĆ FRAKCJI ŻYWIENIOWYCH SKROBI W ZIEMNIAKACH ODMIANY LORD

Barbara Borczak

¹

, Elżbieta Sikora

¹

, Marek Sikora

¹

,

Gabriela Barańska

²

, Joanna Kapusta-Duch

¹

, Edyta Maja Kutyła- -Kupidura

¹

1 Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

2 REGIS Sp. z o.o.

Streszczenie. Celami badań były oznaczenie frakcji żywieniowych skrobi oraz ocena war- tości wskaźnika trawienia skrobi zawartej w ziemniakach odmiany Lord, surowych i pod- danych powszechnie stosowanym metodom obróbki kulinarnej. Materiał badawczy stano- wiły ziemniaki, które poddano gotowaniu, odgrzewaniu w mikrofalówce oraz smażeniu.

Zawartość skrobi całkowitej nie uległa istotnym zmianom na skutek zastosowanych tech- nik kulinarnych (p > 0,05) i wynosiła średnio 11,8 g·100 g^-1. Wykazano natomiast, że sma- żone ziemniaki charakteryzowały się większą zawartością skrobi opornej (1,2 g·100 g^-1) i powoli trawionej (1,0 g·100 g^-1), w porównaniu do ziemniaków przygotowanych innymi technikami kulinarnymi. Odgrzewanie na drugi dzień ugotowanych ziemniaków w mikro- falówce również w istotny sposób wpływało na tworzenie się skrobi opornej (1,1 g·100 g^-1).

Wykazano jednak, że zarówno gotowane, smażone, jak i odgrzewane ziemniaki zawierały dużą ilość skrobi szybko trawionej i tym samym miały wysokie wartości wskaźnika trawienia skrobi (81–92%).

Słowa kluczowe: ziemniaki, obróbka kulinarna, wskaźnik trawienia skrobi

WSTĘP

Ziemniaki wraz z produktami zbożowymi i mięsnymi stanowią podstawową grupę produktów wchodzących w skład całodziennej racji pokarmowej w Polsce. Ich spożycie kształtuje się na poziomie 4,03 kg na miesiąc [Mały Rocznik Statystyczny Polski 2014].