Zaleno pomidzy zawartoci zwizków azotowych a podatnoci bulw ziemniaka na mechaniczne uszkodzenia

Transkrypt

1 Norbert Marks*, Barbara Krzysztofik*, Aleksander Szmigiel** *Katedra Techniki Rolno-Spoywczej **Katedra Szczegółowej Uprawy Rolin Akademia Rolnicza w Krakowie Zaleno pomidzy zawartoci zwizków azotowych a podatnoci bulw ziemniaka na mechaniczne uszkodzenia Wstp Streszczenie Badano zaleno pomidzy zawartoci białka i azotanów a wskanikiem mechanicznych uszkodze bulw ziemniaka. Analiz objto dwie odmiany ziemniaka, które uprawiano na dwóch rónych glebach, przez trzy kolejne lata. Do nawoenia stosowano cztery róne nawozy plus kontrola. Uzyskane wyniki potwierdzaj, e badane parametry jakociowe bulw ziemniaka w istotnym stopniu zaleały od czynników dowiadczenia. Zaproponowany w pracy empiryczny model regresyjny dotyczcy zwizku pomidzy wskanikiem mechanicznych uszkodze a zawartoci białka i azotanów wyjania w stopniu zadawalajcym wystpujc zaleno (R 2 = 73,6%). Słowa kluczowe: ziemniak, bulwa, wskanik uszkodze mechanicznych, białko, azotany. Ziemniaki majc due znaczenie w ywieniu człowieka, mog by spoywane w formie nieprzetworzonej lub przetworzonej do postaci produktów uszlachetnionych o przedłuonej trwałoci. Bulwy przeznaczone do celów spoywczych musz charakteryzowa si okrelonymi cechami jakociowymi [Frydecka-Mazurczyk i in. 1990]. Wymóg ten obejmuje midzy innymi zawarto składników chemicznych w bulwach oraz cechy fizyczne. Do zwizków chemicznych, które s wane z punktu widzenia wartoci odywczej nale białko, wglowodany, witamina C oraz składniki mineralne [Proba - Białczyk 1996, Zalewski 1989]. Oprócz składników odywczych ziemniaki mog zawiera zwizki szkodliwe dla zdrowia. Nale do nich m. in. azotany, których zawarto czsto przekracza dopuszczalne normy [Mazurczyk 1988, Rozporzdzenie ]. Z cech fizycznych bulw przeznaczonych do przetwórstwa i konsumpcji wany jest udział bulw uszkodzonych mechanicznie, który nie powinien przekracza 3% całej masy bulw spełniajcych normy plonu handlowego (>40 mm) [PN-75/R-74450]. Cel, zakres i metodyka Celem bada było okrelenie zalenoci pomidzy zawartoci białka i azotanów a wskanikiem mechanicznych uszkodze bulw ziemniaka powstajcych podczas zmechanizowanego zbioru. Badaniami objto: dwie odmiany ziemniaka (Baszta i Irga), które uprawiano na dwóch rónych glebach (bielicowej i czarnoziemie zdegradowanym). Do nawoenia stosowano cztery róne nawozy (nawozy zielone, humus biologiczny bydlcy, humus 7

2 Polli-Pam oraz nawozy mineralne) plus kontrola. Dowiadczenie prowadzono przez trzy kolejne lata ( ). Badania właciwoci chemicznych i fizycznych prowadzono zgodnie z obowizujc metodyk IHAR-u [1999]. Wyniki bada Przeprowadzona analiza statystyczna wyników wykazała, e na warto wskanika mechanicznych uszkodze bulw ziemniaka miały istotny wpływ wszystkie badane czynniki, jak równie wszystkie moliwe interakcje były istotne (tab. 1). Tabela 1. Wyniki analizy wariancji w klasyfikacji wielokrotnej. Wpływ roku bada, gleby, odmiany i nawoenia na odporno bulw ziemniaka na mechaniczne uszkodzenia oraz zawarto białka i azotanów Table 1. Variance analysis results in multiple classification. Influence of the research year, soil, variety and fertilization on potato tuber resistance to mechanical damage and protein and nitrate contents Czynniki 1-rok 2-gleba 3-odmiana 4-nawoenie Wskanik uszkodze (W%) Poziom istotnoci Udział w wariancji Zawarto białka Poziom istotnoci Udział w wariancji Zawarto azotanów Poziom istotnoci Udział wariancji 1 0,000* 12571,2 0,000* 0,540 0,000* 3381,1 2 0,000* 65629,2 0,000* 0,723 0,000* 1054,6 3 0,000* 1158,8 0,000* 0,082 0,000* 16099,9 4 0,002* 203,8 0,000* 0,209 0,000* 283, ,000* 719,0 0,000* 0,234 0,000* 1527, ,044* 153,6 0,000* 0,349 0,000* 907, ,006* 134,8 0,000* 0,036 0,000* 220, ,001* 541,1 0,144 0,013 0,000* 750, ,000* 374,1 0,003* 0,025 0,000* 231, ,018* 147,9 0,683 0,003 0,000* 268, ,000* 1735,1 0,000* 0,227 0,030* 85, ,000* 476,1 0,002* 0,019 0,004* 69, ,000* 167,6 0,153 0,009 0,040* 49, ,000* 424,4 0,864 0,001 0,000* 166, ,033* 104,3 0,367 0,007 0,000* 88,7 w Wskanik mechanicznych uszkodze bulw ziemniaka w najwyszym stopni determinowany był kolejno przez typ gleby, warunki panujce w danym roku bada, nastpnie cechy odmianowe a w najmniejszym przez nawoenie. Sporód wszystkich 8

3 interakcji na warto wskanika uszkodze najwikszy wpływ miało współdziałanie takich czynników jak rok gleba odmiana. Tabela 2. Współczynnik Sielianinowa [Molga 1972] Table 2. Selianinov coefficient [Molga 1972] Lata Kwiecie Maj Czerwiec Lipiec Sierpie Wrzesie ,97 1,78 1,44 3,1 0,75 1, ,26 1,18 1,35 2,82 1,20 3, ,32 1,97 1,56 1,57 0,76 1,52 <0 ; 0,5> susza, <0,5 ; 1,0> posucha, >1,0 wilgotno <0 ; 0,5> drought, <0,5 ; 1,0> moderate drought,, >1,0moist conditions 60,00 Wskanik mechanicznych uszkodze W [%] 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 59,73 39,65 36,68 42,28 48,42 47,55 43,16 0, bielicowa (pisek glinisty lekki) czarnoziem zdegradowany Baszta Irga Rys. 1. Wartoci wskanika mechanicznych uszkodze bulw ziemniaka dla badanych lat, gleb i odmian Fig. 1. Coefficient valued of mechanical damage to potato tuber for the examined years, soils and varieties of applied fertilization Analiza wartoci rednich (rys. 1) wykazała, e najwyszy wskanik mechanicznych uszkodze bulw uzyskano w pierwszym (2000) roku bada i wynosił 59,73 %, najniszy w trzecim roku (o wartoci 36,68%). O takim poziomie wskanika uszkodze w badanych latach mogły decydowa warunki pogodowe (tab. 2) panujce 9

4 podczas wegetacji, a szczególnie w okresie sierpnia i wrzenia. Pierwszy rok bada charakteryzował si okresem posuchy w miesicu sierpniu i niewielkim wzrostem wilgotnoci we wrzeniu, tu przed zbiorem ziemniaków. Za w trzecim roku bada panowały wyrównane warunki wilgotnociowe na poziomie korzystnym dla rozwoju bulw ziemniaka. Ziemniaki uprawiane na piasku gliniastym charakteryzowały si mniejsz podatnoci na uszkodzenia mechaniczne, dla których całkowity wskanik uszkodze był niszy o ponad 6% w porównaniu ze wskanikiem uzyskanym dla bulw zebranych z czarnoziemu zdegradowanego. Z dwóch badanych odmian w wikszym stopniu uszkodzeniom mechanicznym ulegała odmiana Baszta a wystpujca rónica w porównaniu z odmian Irga wynosiła około 4,5%. Wskanik mechanicznych uszkodze bulw w zalenoci od zastosowanego nawoenia kształtował si na zrónicowanym poziomie (rys. 2). Wskanik ten wynosił od 42,62% dla kontroli do 48,15% dla nawoenia mineralnego. Równie zawartoci białka i azotanów istotnie zaleały od badanych czynników, natomiast nie wszystkie interakcje w przypadku białka były istotne (tab. 1). Zawarto białka była w najwyszym stopniu zdeterminowana przez gleb, nastpnie przez warunki panujce w danym roku bada jak równie współdziałanie tych dwóch czynników. Natomiast zawarto azotanów w bulwach była cech odmianow, zdeterminowan głównie przez warunki glebowe i klimatyczne panujce w danym roku oraz ich współdziałanie. 49,00 48,00 Wskanik mechanicznych uszkodze W [%] 47,00 46,00 45,00 44,00 43,00 42,00 41,00 42,62 46,00 44,25 45,75 48,15 40,00 39,00 kontrola n. zielone humus biologiczny Polli - Pam n. mineralne Rys. 2. Wartoci wskanika mechanicznych uszkodze bulw ziemniaka dla zastosowanego nawoenia Fig. 2. Coefficient valued of mechanical damage to potato tuber for the applied fertilization 10

5 Zawarto azotanów [mg NaNO 3 /kg.m.] ,31 1,95 58,08 1,79 50,39 55,17 1,81 59,36 1,92 49,07 1,88 65,45 2 1,95 1,9 1,8 1,75 Zawarto białka [%] bielicowa czarnoziem (pisek glinisty zdegradowany lekki) Baszta Irga 1,7 Zawarto azotanów Zawarto białka Rys. 3. Zawarto azotanów i białka w bulwach dla badanych lat, gleb i odmian Fig. 3 Contents of nitrates and proteins in tubers for the examined years, soils and varieties Analiza wartoci rednich (rys. 3) wykazała, e zawarto azotanów i białka była zrónicowana w latach. Najwysz zawarto białka (1,95%) i azotanów (63,31%) posiadały bulwy w pierwszym roku bada, w którym zwłaszcza w dwóch ostatnich miesicach wegetacji wystpiły niedobory wilgoci (tab. 2). Najnisz zawarto białka na poziomie 1,79% odnotowano odpowiednio w drugim, w którym wystpiła najwiksza ilo wilgoci a azotanów (50,39%) w trzecim roku bada. Wystpiły znaczne rónice w zawartoci białka i azotanów w zalenoci od typu gleby. Ziemniaki uprawiane na glebie bielicowej miały nisz zawarto obu składników a wystpujce rónice dla białka wynosiły ok. 0,1%, dla azotanów ponad 4%. Kumulacja azotanów w bulwach była wyrana dla odmian. Odmiana Baszta miała znacznie nisz zawarto ni odmiana Irga a wystpujca rónica wynosiła ponad 16%. Natomiast zawarto białka dla obu badanych odmian była na poziomie zblionym. Zastosowane nawoenie determinowało kumulacj azotanów i zawarto białka w bulwach (rys. 4). 11

6 , ,95 Zawarto azotanów [mg NaNO 3 /kg.m.] ,58 1,81 58,81 56,53 1,87 55,76 1,82 60,62 1,9 1,8 1,75 Zawarto białka [%] kontrola n. zielone humus biologiczny Polli - Pam n. mineralne 1,7 Zawarto azotanów Zawarto białka Rys. 5. Zawarto azotanów i białka w bulwach dla zastosowanego nawoenia Fig. 5. Contents of nitrates and proteins in tubers for applied fertilization Najnisze zawartoci azotanów i białka odnotowano z poletka kontrolnego (odpowiednio 54,58% azotanów i 1,81% białka), najwysz dla poletka, na którym zastosowano nawoenie mineralne (odpowiednio 60,62% i 1,98%). Przeprowadzona analiza korelacji liniowej wskanika mechanicznych uszkodze bulw ziemniaka (W) z zawartoci białka (Z b ) i azotanów (Z a ), wykazała zaleno istotn na poziomie rednim pomidzy W i Z b (r = 0,454) oraz niskim pomidzy W i Z a (r = 0,186). Dc do uzyskania lepszego dopasowania do danych empirycznych przeprowadzono równie analiz regresji dla modeli nieliniowych. Wykonano estymacja parametrów dla regresji segmentowej. Parametry równa łcznie z punktem przełamania dla zmiennej objanianej, szacowano metod quasi-newtona przy zachowaniu kryterium istotnoci 0,0001. Jako funkcj straty przyjto metod najmniejszych kwadratów. W efekcie estymacji uzyskano nastpujce zalenoci (1): W = 6, ,3970 Z b + 0,1438 Z a dla W 45, , ,7146 Z b + 0,1149 Z a dla W > 45,3533 (1) Dla przedstawionej zalenoci uzyskano wysoki współczynnik korelacji R = 0,

7 Wnioski 1. Wskanik mechanicznych uszkodze bulw ziemniaka w stopniu istotnym zaleał od badanych czynników. Najwyszy wpływ czynników badanych był kolejno dla; typu gleby, warunków panujcych w danym roku bada, nastpnie odmiany a najmniejszy dla czynnika nawozowego. Sporód wszystkich interakcji na warto wskanika uszkodze najwikszy wpływ miało współdziałanie takich czynników jak rok-gleba-odmiana. 2. Najwyszy wskanik mechanicznych uszkodze bulw ziemniaka wystpił w pierwszym roku bada oraz dla odmiany Baszta. Ziemniaki uprawiane na glebie bielicowej i nawoone nawozami proekologicznymi typu biohumusy były bardziej odporne ni uprawiane na czarnoziemie i nawoone nawozami mineralnymi. 3. Zawartoci białka i azotanów w istotnym stopniu zaleały od badanych czynników. Najwysz zawarto białka i azotanów posiadały bulwy w pierwszym roku bada (2000), uprawiane na czarnoziemie, nawoone NPK. Wysza zawarto białka była dla odmiany Baszta za azotanów dla odmiany Irga. 4. Zaproponowany empiryczny model regresyjny w zadawalajcy sposób wyjania zmienno wskanika mechanicznych uszkodze od przyjtych zmiennych niezalenych. Dla uzyskanej zalenoci współczynnik determinacji miał warto odpowiednio R 2 = 73,6%. Bibliografia Frydecka-Mazurczyk A., Zgórska K Zawarto azotanów w bulwach kilku odmian ziemniaka w Jadwisinie w 1988 r. Biul. Inst. Ziemn., nr 40, s , Bonin. Mazurczyk W Skład chemiczny dojrzałych bulw odmian ziemniaka. Post. Nauk. Roln. 1/94, s Metodyka obserwacji, pomiarów i pobierania prób w agrotechnicznych dowiadczeniach z ziemniakami. IHAR. 1999, Oddział Jadwisin. Molga M Meteorologia rolnicza. Warszawa, PWRiL. Proba-Białczyk U Zawarto azotanów w ziemniaku w zalenoci od poziomu nawoenia azotem i terminu sadzenia BIZ nr 46. Rozporzdzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z 8 X DU RP, 104. Zalewski S Technologiczno-ywieniowa przydatno warzyw na przykładzie ziemniaków. Przem. Spo., 7, s

8 Connection between the content of nitrogen compound in potato tubers and their susceptibility to mechanical damage Summary The relation between the content of protein and nitrates in potato tubers and their susceptibility to mechanical damage was studied. Two cultivars of potato were grown on two kinds of soil, for these consecutive years. Four levels of mineral fertiliser plus control (no fertiliser) were applied. It was proved that the analysed parameters of the tubers significantly depended on the factors of the experiment. The suggested empirical regression model for the dependence of mechanical damage on the content of protein and nitrates sufficiently explains the existing relation (R 2 = 73.6 %). Key words: potato, tuber, ratio of mechanical damage, proteins, nitrates. 14