Skład aminokwasowy białka siana z łąki górskiej w 20 roku trwałego doświadczenia nawozowego

KAZIMIERZ MAZUR

SKŁAD AMINOKWASOWY BIAŁKA SIANA Z ŁĄKI GÓRSKIEJ

W 20 ROKU TRWAŁEGO DOŚWIADCZENIA NAWOZOWEGO

Katedra Chemii Rolnej Akademii Rolniczej w Krakowie

WSTĘP

Nawożenie mineralne trwałych użytków zielonych pozwala nie tylko na szybki i

znaczny wzrost produkcji paszy pastwiskowej lub siana łąkowego, ale — przy racjo­

nalnych i ekologicznie uzasadnionych dawkach — koszt wytworzenia jednostki po­

karmowej i białka jest niewspółmiernie niższy w porównaniu z produkcją na

gruntach ornych [3]. Ocenę nawożenia wiąże się obecnie również z jakością plonów,

a jednym z głównych kryteriów tej oceny jest zawartość białka oraz jakościowy i ilo­

ściowy skład aminokwasów. Głównym czynnikiem modyfikującym jest azot, ale naj­

lepsze efekty przy uprawie roślin pastewnych uzyskać można przez optymalizację

stosunku tego składnika do ilości fosforu i potasu w dawce nawozu, a także dodatek

mikropierwiastków [1, 2,4-6, 8].

Pasze z użytków zielonych stosowane są głównie w żywieniu zwierząt przeżu­

wających, dla których skład aminokwasowy białka nie jest tak ważny z uwagi na

syntezę tych związków przez mikroflorę żwacza. Plony z użytków zielonych służą

także w żywieniu zwierząt monogastrycznych, mogą być wykorzystane również do

produkcji pasz treściwych.

MATERIAŁ I METODYKA

Materiał do oznaczenia zawartości 16 aminokwasów, w tym 10 egzogennych,

pochodził z dwóch pokosów runi łąkowej zebranej w dwudziestym roku prowadze­

nia statycznego doświadczenia nawozowego na łące trwałej w Czarnym Potoku koło

Krynicy (700 m n.p.m.). Warunki tego doświadczenia opisane zostały we wcześniej­

szych publikacjach [7]. W doświadczeniu, poza obiektem kontrolnym bez nawożenia

(0), uwzględniono często stosowane w praktyce jednostronne nawożenie azotowe (A)

oraz fosforowe (В), a na tle nawożenia fosforowo-potasowego (C) badano efektyw­

ność dwóch dawek N — 90 i 180 kg/ha saletry amonowej (Д E) i mocznika (F, G).

Aminokwasy oznaczono — w średnich ważonych próbkach z obiektów — metodą

1 6 6 К. Mazur

chromatografii kolumnowej po hydrolizie 6 M HC1. Jedynie metionię oznaczono

konwencjonalną metodą kolorymetryczną.

OMÓWIENIE WYNIKÓW

PLONOWANIE I SKŁAD BOTANICZNY RUNI ŁĄKOWEJ

W dwudziestym roku doświadczenia wzrost plonów suchej masy wynosił 12% w

obiekcie PK (С), a przy pełnym nawożeniu 76% średnio w obiektach z dawką 90 kg

N w obu nawozach (Д F) i 90% z dawką N 180 kg/ha (.E, G) w stosunku do kontroli.

Jednostronne nawożenie zwiększyło te plony o 45% w obiekcie z saletrą amonową

(A), a w obiekcie z superfosfatem (5) były one mniejsze o 6%.

Urozmaicony skład botaniczny runi łąkowej utrzymywał się tylko w obiekcie

kontrolnym (0 — wyłącznie zabiegi pielęgnacyjne) oraz nawożonym PK i P. Przy

jednostronnym nawożeniu azotem uzyskano praktycznie ruń trawiastą z dominacją

bliźniczki psiej trawki i kostrzewy czerwonej, a przy pełnym nawożeniu zbiorowisko

trawiaste zostało zdominowane przez kłosówkę miękką (Holcus mollis L.), która

przy podwójnej dawce azotu, zwłaszcza w formie saletry amonowej (E), stanowiła

monokulturę. Gatunek ten, nisko oceniany pod względem wartości użytkowej, ma

dużą wartość odżywczą [9]. Taki skład botaniczny oraz nawożenie miały istotny

wpływ na skład ilościowy aminokwasów w białku surowym i suchej masie siana.

SKŁAD AMINOKW ASOW Y BIAŁKA

W tabelach 1 i 2 przedstawiono zawartość aminokwasów w białku surowym. W

plonach z I pokosu oznaczone aminokwasy stanowiły od 63% (obiekt 0, bez nawoże­

nia) do 86% (D — PK + N

w saletrze amonowej) masy białka surowego, a w II po­

kosie 60-70%, przy zależnościach takich jak w I zbiorze. Nawożenie azotem na tle

PK zwiększyło udział aminokwasów w białku surowym o 9-35% w I pokosie, a w II

pokosie o 15%, ale tylko przy niższej dawce obu nawozów. Podwójna dawka saletry

amonowej obniżyła ten udział o 8%, a w obiekcie z mocznikiem nie było różnicy.

Jednostronne nawożenie saletrą amonową było w pierwszym pokosie mniej efektyw­

ne (65% aminokwasów w białku) niż jednostronne nawożenie superfosfatem (73%),

natomiast w II pokosie w obu tych obiektach wskaźniki były podobne (67-69%), jak

przy nawożeniu PKN

.

W I pokosie najbardziej wzrosła suma tak wszystkich aminokwasów (36%), jak i

aminokwasów egzogennych (35%) pod wpływem nawożenia PK + N

w saletrze

amonowej (D). W pozostałych obiektach z pełnym nawożeniem wzrost ten wynosił

odpowiednio 10-11% i 7-15%. W obiektach z niepełnym nawożeniem wzrost stwier­

dzono tylko przy jednostronnym stosowaniu superfosfatu (16 i 10%). W II pokosie

niższe dawki obu nawozów azotowych stosowanych na tle PK wpływały podobnie

na wzrost zawartości sumy aminokwasów i aminokwasów egzogennych (16-20%),

jak jednostronne nawożenie saletrą amonową i superfosfatem (13-17%). Przy

podwójnych dawkach azotu oraz przy nawożeniu PK zawartość aminokwasów w

białku była podobna jak w obiekcie kontrolnym (bez nawożenia).

T a b e l a 1 Zawartość aminokwasów w białku surowym siana z I pokosu (g/16 g N)

Content o f amino acids in crude protein of hay from 1st cut (g/16 g N)

Aminokwasy Obiekty nawozowe — Fertilizer objects Amino acids O A В С D E F G 1. Arginina — Arg 2,84 3,17 3,35 2,50 4,04 3,71 2,84 2,68 2. Fenyloalanina — Phe 4Д7 3,46 3,83 3,75 4,56 3,92 4,31 4,15 3. Histydyna — His 1,60 1,75 2,02 1,64 2,23 1,90 1,84 1,83 4. Izoleucyna — lieu 2,96 2,57 2,87 2,52 3,87 3,46 2,85 3,65 5. Leucyna — Leu 4,45 4,82 5,34 4,29 6,72 5,58 5,34 5,49 6. Lizyna — Lys 3,27 3,90 4,39 3,10 4,43 3,83 3,35 3,97 7. Metionina — Met 1,21 1,20 1,32 1,05 1,39 1,23 1,18 1,26 8. Treonina — Thr 3,14 2,97 3,33 2,79 4,12 3,26 3,16 3,43

I

Total amino acids 63,34 65,26 73,49 63,43 86,01 70,51 69,72 69,51 Suma amin. egzogen.

Total exogenic a.a. 30,71 30,55 33,78 29,07 41,36 35,17 32,75 34,44 Amin. egzog.

w sumie aminokw. % Exog. a.a. in total a.a.

48,48 46,81 45,97 45,83 48,09 49,88 46,97 49,55

Arg + Lys: Pro 1,74 1,60 1,42 1,02 1,48 1,75 1,33 1,86 O = bez nawożenia — no fertilization, A = N Ł - S, В = P, С = PK, D = PK + N L - S, E = PK + N 2 - S, F = PK + N Ł - M, G = PK + N 2 - M. N L = 90 k g N, N 2 = 180 kg N, P = 40 kg P, К = 125 k g К na ha — per hectare. S = saletra amonowa — amonium nitrate, M = m ocznik — urea.

168

T a b e l a 2 Zawartość aminokwasów w białku surowym siana z II pokosu (g/16 g N)

Content o f amino acids in crude protein o f hay from Ilnd cut (g/16 g N)

Aminokwasy Obiekty nawozowe — Fertilizer objects3 Amino acids O A В С D E F G 1. Arginina — Arg 2,64 2,91 3,08 2,96 3,02 2,86 2,85 2,67 2. Fenyloalanina — Phe 2,69 3,46 3,39 2,96 3,34 3,01 3,72 3,09 3. Histydyna — His 1,70 1,76 1,80 1,68 1,74 1,36 1,86 1,73 4. Izoleucyna — lieu 2,33 2,83 2,85 2,48 2,74 2,42 3,00 2,58 5. Leucyna — Leu 4,68 5,22 5,21 4,58 4,93 4,44 5,61 5,03

I

1 Total amino acids 59,70 68,56 67,21 60,74 69,62 55,55 69,33 60,57 Suma amin. egzogen.

Total exogenic a.a. 26,82 31,08 31,22 27,99 31,28 26,26 32,21 28,49 Amin. egzog.

w sumie aminokw. % Exogenic a.a. in total a.a.

44,92 45,33 46,45 46,08 44,93 47,45 46,46 47,04

Arg + Lys: Pro 0,96 1,01 1,02 1,20 0,95 1,12 0,95 ! , 01

J

Chemiczny wskaźnik strawności białka, obliczony ze stosunku sumy dwóch ami­

nokwasów egzogennych — argininy i lizyny do endogennej proliny, był w I pokosie

wysoki i wahał się od 1,02 w obiekcie PK do 1,86 w obiekcie PK + Niso z moczni­

kiem, a w drugim pokosie niski i o odwróconych zależnościach: 0,95 przy nawożeniu

PK + N

do 1,20 w obiekcie PK. Nawożenie zróżnicowało zawartość aminokwasów

w białku bardziej w plonach I pokosu. W II pokosie większe zmiany wystąpiły tylko

w zawartości fenyloalaniny, izoleucyny i tyrozyny, a z aminokwasów endogennych

alaniny i glicyny. W analizowanym sianie zawartość aminokwasów egzogennych w

białku była w obu pokosach niższa od zawartości wzorcowej określonej przez FAO i

WHO [2, 5, 8]. Jedynie w obiekcie D (PK + N

w saletrze amonowej) poziom treo-

niny i waliny w plonie z I pokosu odpowiadał tym wskaźnikom, a zawartość izoleu­

cyny i leucyny była bliska wzorcowej. Udział aminokwasów egzogennych w sumie

oznaczanych aminokwasów wahał się w I pokosie od 46% (obiekty В i C) do blisko

50% (obiekty E i G). W II pokosie udział ten był bardziej wyrównany między obiek­

tami nawozowymi (45-47%).

ZAW ARTOŚĆ AMINOKW ASÓW W PASZY

Wyraźniej niż zawartość aminokwasów w białku (g /l6 g N) obrazuje wartość

odżywczą paszy ilość aminokwasów znajdujących się w 1 kg tej paszy. Dane zawar­

te w tabelach 3 i 4 wskazują na inne zależności między nawożeniem a zawartością

aminokwasów wyrażone w g/kg. Zaznaczyło się tu przede wszystkim gorsze działa­

nie mocznika, zwłaszcza w mniejszej dawce {F). Siano I pokosu z tego obiektu było

o 22% uboższe w oznaczane aminokwasy niż plon uzyskany przy takiej samej dawce

saletry amonowej (D). W odniesieniu do sumy aminokwasów egzogennych obniże­

nie zawartości dochodziło do 24%. Przy podwójnej dawce obu nawozów pogorsze­

nie tego elementu jakości plonu wynosiło tylko 3%. Jednym z ważnych kryteriów

oceny jakościowej paszy jest zawartość aminokwasów limitujących wartość odżyw­

czą. Takim aminokwasem jest m.in. lizyna. Plon siana zebrany w obu pokosach za­

wierał 12-27 kg/ha tego aminokwasu, a w obiektach z pełnym nawożeniem NPK

średnio 25 kg/ha (tab. 3 i 4). Było to więcej niż zbierano lizyny w życie poplonowym

[5] oraz była to prawie połowa ilości tego aminokwasu w plonie mieszanki roślin

motylkowych uprawianych w zmianowaniu [8].

W NIOSKI

1. Największy wpływ na zawartość sumy 16 aminokwasów oraz aminokwasów

egzogennych w białku miało pełne nawożenie z dawką N (w postaci saletry amono­

wej) w ilości 90 kg/ha. Oznaczone aminokwasy stanowiły w tym obiekcie 86% masy

białka, a w obiekcie kontrolnym, bez nawożenia i z nawożeniem PK — 63%.

2. Podwójna dawka obu nawozów azotowych powodowała zwiększenie wartości

chemicznego wskaźnika strawności białka dzięki korzystniejszej relacji między za­

wartością lizyny i proliny w białku.

3. Pasza z obiektów nawożonych mocznikiem była w I pokosie znacznie uboższa

w aminokwasy (g/kg) niż przy nawożeniu saletrą amonową. Relacje między zawarto­

ścią aminokwasów w sianie i w białku były różne.

170

T a b e l a 3 Zawartość aminokwasów w suchej masie siana z I pokosu (g/kg)

Content o f amino acids in dry mass of hay from 1st cut (g/kg)

Aminokwasy Obiekty nawozowe — Fertilizer objects3

I

Amino acids О А В С D E F G I 1. Arginina — Arg 3,60 3,77 3,71 3,16 4,65 4,21 3,14 3,44 2. Fenyloalanina — Phe 5,29 4,20 4,24 4,74 5,24 5,14 4,77 5,32 3. Histydyna — His 2,03 2,12 2,24 2,07 2,56 2,49 2,04 2,34 4. Izoleucyna — lieu 3,75 3,12 3,17 3,18 4,45 4,54 3,15 4,68 5. Leucyna — Leu 5,64 5,85 5,91 5,42 7,73 7,32 5,91 7,03 6. Lizyna — Lys 4,15 4,73 4,86 3,92 5,09 5,03 3,71 5,09 7. Metionina — Met 1,53 1,45 1,46 1,33 1,60 1,62 1,30 1,61 8. Treonina — Thr 3,98 3,60 3,68 3,52 4,74 4,28 3,50 4,40 9. Tyrozyna — Tyr 4,53 3,67 3,43 4,31 4,93 4,36 3,70 4,08 10. Walina — Val 4,44 4,54 4,68 5,08 6,57 6,51 5,02 6,15 11. Alanina — Ala 4,55 4,87 4,74 4,69 4,67 7,11 5,16 7,15 12. Glicyna — Gly 3,73 3,25 3,42 3,28 4,78 4,14 3,12 4,42 13. Kw. aspar. — Asp. ac. 15,10 13,78 14,11 14,11 14,87 14,10 13,05 13,25 14. Kw. glutam. — Glu. ac. 10,00 11,29 11,83 10,82 13,13 11,54 10,84 11,58 15. Prolina — Pro 4,46 5,33 6,05 6,93 6,57 5,27 5,13 4,59 16. Seryna — Ser 3,57 3,57 3,79 3,53 4,32 4,22 3,60 3,95 Białko surowe Crude protein 127 121 111 126 115 131 111 128 Suma aminokwasów

Total amino acids 80,05 79,14 81,32 80,09 98,90 91,88 77,14 89,08 Suma am. egzogennych

Total exogenic a.a. 38,64 37,05 37,38 36,73 47,56 45,50 36,24 44,14 Lizyna — Lys (kg/ha) 9,21 13,86 9,72 8,19 18,32 19,16 13,36 20,06 a Ojaśnienia jak w tab. 1 — see Table 1.

T a b e l a 4 Zawartość aminokwasów w suchej masie siana z II pokosu (g/kg)

Content of amino acids in dry mass of hay from Ilnd cut (g/kg)

Aminokwasy Obiekty nawozowe — Fertilizer objects3 Amino acids О А В С D E F G 1. Arginina — Arg 3,86 3,97 4,31 4,84 4,04 4,89 4,03 4,25 2. Fenyloalanina — Phe 3,94 4,71 4,74 4,85 4,47 5,15 5,26 4,93 3. Histydyna — His 2,49 2,40 2,52 2,75 2,32 2,33 2,63 2,76 4. Izoleucyna — lieu 3,41 3,85 3,99 4,06 3,67 4,14 4,24 4,11 5. Leucyna — Leu 6,84 7,11 7,30 7,50 6,59 7,60 7,93 8,02 6. Lizyna — Lys 4,13 4,38 4,71 4,85 4,62 4,36 4,69 4,36 7. Metionina — Met 1,40 1,27 1,33 1,57 1,58 1,32 1,34 1,36 8. Treonina — Thr 4,03 4,35 4,52 4,75 4,37 4,16 4,58 4,78 9. Tyrozyna — Tyr 3,76 4,59 4,57 4,46 4,13 4,66 4,87 4,73 10. Walina — Val 5,37 5,71 6,02 6,20 6,04 6,50 5,94 6,11 D 11. Alanina — Ala 4,81 6,07 6,13 6,10 6,23 6,38 6,49 6,22

I

Total amino acids 87,32 93,40 94,40 99,43 93,10 95,08 97,94 96,53 Suma am.

egzogennych 39,23 42,34 44,01 45,83 41,83 45,11 45,51 45,41 Total exogenic a.a.

Lizyna — Lys (kg/ha) 2,73 5,43 3,34 5,58 6,88 6,68 6,66 7,28 • Objaśnienia jak w tab. 1 — see ТаЫе 1.

172

4.

Plony II pokosu miały niższą zawartość aminokwasów w białku w porówna­

niu z plonami I pokosu, natomiast zależności w zawartości aminokwasów w 1 kg pa­

szy były odwrotne.

LITERATURA

[1] D o m s k a D. Wpływ intensywnego nawożenia na zawartość związków azotowych i jakość białka w runi pastwiskowej. Zesz. Nauk. ART w Olsztynie, Roi. 1979, Nr 27: 113-151.

[ 2 ] E p p e n d o r f e r W . H . Amino acid composition and protein quality. FAO, Economic Commission for Europe, Committee on Agricultural Problems, Agric. Sem. 4/R.2., Geneva 1974.

[3] F a l k o w s k i M. Produkcja białka na użytkach zielonych. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 1983, z. 238: 157-170.

[4] G o r l a c h E. , C u r y ł o T. Działanie wieloletniego nawożenia na plonowanie runi łąkowej oraz za­ wartość azotu w roślinach i glebie zależnie od zestawu dawki NPK i warunków siedliskowych. Rocz. Glebozn. 19 8 3 ,34/4: 13-28.

[5] M a z u r K . , M a z u r T. The effect of mineral fertilization with a varying N:P:K ratio and an addi­ tion o f microelements on the content of amino acids in the green mass o f rye. Acta Agr. Silv. Ser. Agr. 1985,24: 165-174.

[6] M a z u r K. The effect of the ratio of components and of the dose of fertilizers as well as o f an addi­ tion of Cu and Co on the content of amino acids in meadow fescue. 8th Congr. „Agrichem’90” Zbornik prednaśok 1 ,1990: 176-179, Nitra.

[7] M a z u r K, M a z u r T. Wpływ nawożenia mineralnego na plon i skład chemiczny masy roślinnej z łąki górskiej. Acta Agr. Silv. Ser. Agr. 1972, 12/1: 85-112.

[8] M a z u r K . , M a z u r T. Wpływ nawożenia roślin motylkowych azotem przy różnym stosunku N:P:K i dodatku mikropierwiastków na zawartość aminokwasów w zielonce. Acta Agr. Silv. Ser. Agr. 1984, 23: 127-138.

[9] M a z u r K. Występowanie i skład chemiczny kłosówki miękkiej (Holcus mollis L.) w zależności od nawożenia mineralnego łąki górskiej. Zesz. Probl. Post. Nauk Roi. 1987, z. 337: 251-264.

К.М А ЗУ Р А М И Н О КИС ЛО ТН Ы Й СОСТА В БЕЛ КА ЛУГОВОГО С Е Н А В 20-Ы Й Г О Д ПОСТОЯННОГО ПОЛЕВОГО О П Ы Т А В ГО РА Х Кафедра агрохимии Сельскохозяйственной академии в Кракове Р е з ю м е О пределяли аминокислотный состав белка лугового сена в условиях одностороннего у д о ­ брения азотом (А), ф осф ором (В) и ф осф ором и калием (С), а кроме того аммиачной селитрой (D, Е) и мочевином (F, G) применяемой на ф о н е РК в дозах 90 и 180 кг N /ra (0 — б ез у д о б р е­ ния). В урож ае двух укосов сена определено 16 аминокислот. В сыром белке (Таб. 1 и 2) амино­ кислоты составляли 63-86% в урожае 1-го укоса и 60-70% в урож ае П-го укоса. А зотное удобрен и е на ф он е РК увеличивало участие аминокислот в сыром белке соответственно на 9- 35% и 15% в I и П укосах. Участие незаменимых аминокислот в общем содержании аминокислот колебалось в 1-ом укосе от 46% до 50%, а во П-ом от 45% до 47%. Химический показатель п ере­ варимости белка вычислен с соотношения суммы двух незаменимых аминокислот — аргинина и лизина к заменимому пролину был в отдельных укосах изменчивым (Таб. 1 и 2). Для оценки качества сена приведено также содержание аминокислот в 1 кг сена (Таб. 3 и 4). В случае применения мочевины содержание аминокислот было ниже от 3% (аспарагиновая кислота) д о 26% (аргинин), чем аммиачной селитры.

K. MAZUR

AMINO ACID COMPOSITION OF THE PROTEIN OF HAY FROM A MOUNTAIN

MEADOW IN THE 20TH YEAR OF A PERMANENT FERTILIZING EXPERIMENT

Department of Agricultural Chemistry, Agricultural University of Cracow

Summary

The author presents the amino acid composition of protein of meadow hay under conditions o f a long-term fertilization with only nitrogen (A), only phosphorus (.В), or phosphorus and potassium (C), as well as ammonium nitrate ( Д E) and urea (F, G) applied on the background of PK in the rate of 90 and 180 kg N per ha (О — no fertilization).

In the yield from two cuts 16 amino acids were determined, including 10 exogenic ones. In the raw protein (Tables 1 and 2) the determined amino acids amounted to 63-86% in the yield of the 1st cut and to 60-70% in that o f the Und cut. Nitrogen fertilization on the PK background increased the proportion of amino acids in raw protein by 9-35% and 15% in the 1st and Und cut respectively. The proportion of exo­ genic amino acids in total amino acids varies in the 1st cut between 46 and 50%, and in the Und cut be­ tween 45 and 47%. The chemical index of protein digestibility calculated from the ratio o f the sum o f two exogenic amino acids (arginine and lysine) to the endogenic proline was variable in particular cuts (Ta­ bles 1 and 2). To assess the fodder value the author quotes the content of amino acids per 1 kg o f hay (Ta­ bles 3 and 4).

When applying urea the content of amino acids (as compared to ammonium nitrate) was lower by 3% (aspartic acid) and by 26% (argynine).

Dr К Mazur Praca wpłynęła do redakcji w lutym 1991 r.

Katedra Chemii Rolnej Akademia Rolnicza