ZAWARTOŚĆ BIAŁKA I AZOTANÓW W BULWACH BARDZO WCZESNYCH ODMIAN ZIEMNIAKA UPRAWIANYCH POD OSŁONAMI 1 Piotr Pszczółkowski, 2 Barbara Sawicka,

Transkrypt

1 ZAWARTOŚĆ BIAŁKA I AZOTANÓW W BULWACH BARDZO WCZESNYCH ODMIAN ZIEMNIAKA UPRAWIANYCH POD OSŁONAMI 1 Piotr Pszczółkowski, 2 Barbara Sawicka, 1 Stacja Doświadczalna Oceny Odmian COBORU, Uhnin 2 Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin, UP w Lublinie Wstęp Rola białka ziemniaka jest bardzo ważna zarówno w żywieniu człowieka, jak i zwierząt. Białko ziemniaczane, stosowane, jako komponent pasz dla zwierząt hodowlanych, jest wysokowartościowym składnikiem pasz. Charakteryzuje się wysoką strawnością oraz zawartością czystego białka. Otrzymywane jest z soku komórkowego ziemniaka poprzez termiczno-kwasową koagulację, odwodnienie i suszenie. Zawartość białka w świeżej masie bulw, w warunkach Polski, wynosi od 1,0% do 3,5%, w tym 35-65% stanowi białko właściwe LESZCZYŃSKI, LISIŃSKA [1985], SAWICKA [1991], LESZCZYŃSKI [2000], ZIMNOCH-GUZOWSKA, FLIS [2007]. Zawiera ono wszystkie aminokwasy egzogenne w odpowiednich ilościach. Biorą one udział w utrzymaniu bilansu wodnego, regulując zawartość płynów w układzie krążenia oraz w przestrzeniach wewnątrzi pozakomórkowych. Dzięki swoim własnościom buforującym współuczestniczą w utrzymywaniu równowagi kwasowo-zasadowej organizmu ssaków. Jeszcze inną funkcją białek jest rola transportowa; będąc związane z błonami komórkowymi, gdzie działają na zasadzie "pompy", lub znajdując się we wnętrzu komórek białka przenoszą różne substancje przez błony komórkowe z jednego do drugiego krańca komórki. Nie całe jednak białko jest wykorzystywane przez organizmy ssaków. Stąd też mówi się o wartości biologicznej białka [LESZCZYŃSKI I LISIŃSKA 1985, KACPERSKA 1998, LESZCZYŃSKI 2000]. Azotany należą do grupy związków chemicznych, o stosunkowo niewielkiej szkodliwości dla człowieka, jednak pod wpływem flory bakteryjnej żołądka mogą ulegać przemianom do silnie toksycznych azotanów (III). W wyniku reakcji azotanów (III) z aminami II i III-rzędowymi powstają związki uważane za kancerogenne, mutagenne i embriotoksyczne. Powodują również przemianę hemoglobiny w methemoglobinę, często następstwem jest zaopatrzenie tkanek w tlen [MIKOS-BIELAK i in. 1999, GRUDZIŃSKA i ZGÓRSKA 2005]. Jakość bulw wczesnych odmian ziemniaka zależy głównie od genotypu, warunków glebowo-klimatycznych a także technologii uprawy i sposobów pielęgnacji [ROZTROPOWICZ 1989, SAWICKA 2000, ZARZECKA i GĄSIOROWSKA 2002, ZARZECKA, GUGAŁA 2006]. Stąd też podjęto badania celem określenia wpływu różnych osłon, w uprawie ziemniaka na płask oraz sposobów pielęgnacji na zawartość białka ogólnego i właściwego oraz azotanów w bulwach dwóch bardzo wczesnych odmian ziemniaka, zbieranych w różnych terminach. Materiał i metody Materiał badawczy stanowiły bulwy ziemniaka jadalnego odmian Aster i Drop uzyskane z 3-letniego doświadczenia, przeprowadzonego w polowej Stacji Doświadczalnej w Parczewie na glebie o składzie granulometrycznym piasku gliniastego lekkiego. Eksperyment założono metodą losowanych podbloków w 3 powtórzeniach. Badano cztery czynniki: technologie uprawy: a) tradycyjna jako obiekt kontrolny, b) z osłoną z folii polietylenowej, c) z włókniną polipropylenową, d) z podwójną osłoną z włókniny i folii polietylenowej; sposoby pielęgnacji ziemniaka: a) mechaniczna, b) Afalon 50 WP w ilości 2 kg. ha -1, c) Racer 25 EC w dawce 2 dm. ha -1, d) mieszanina Afalon 50 WP + Command 480 EC w ilości 1 kg + 0,2 dm. ha -1 ; odmiany ziemniaka: Aster i Drop; terminy zbioru bulw: 1) 60 dni od sadzenia, 2) 75 dni od sadzenia, 3) po dojrzeniu. Przedplonem ziemniaka był jęczmień jary. Nawożenie organiczne stosowano jesienią w formie obornika w ilości 25 t. ha -1. Nawozy mineralne stosowano wiosną w ilości: 80 kg N, 35 kg P, 100 kg K. ha -1. Sadzenie bulw podkiełkowanych, w stopniu elity, wykonywano w terminie kwietnia, w rozstawie 62,5 x 40 cm. Powierzchnia poletek do zbioru wynosiła 20 m 2. Po zasadzeniu ziemniaki obredlono, następnie rozbronowano broną lekką i w obiektach z mechaniczno-chemiczną pielęgnacją zastosowano opryskiwanie odpowiednim herbicydem, po czym redliny przykryto osłonami, a ich brzegi przysypano ziemią. Osłony z upraw ziemniaka zdejmowano po ustaniu przygruntowych przymrozków, ale nie wcześniej niż przy wysokości cm roślin ziemniaka. W obiektach z pielęgnacją mechaniczną stosowano bronowanie broną lekką i 2-3-krotne obsypywanie. Opryskiwanie przeciwko stonce ziemniaczanej i zarazie ziemniaka wykonywano na wszystkich obiektach preparatami zalecanymi przez IOR. Podczas zbiorów pobrano próby do analiz chemicznych, po 50 bulw spod 10 krzaków każdego poletka. Azot ogólny oznaczano metodą Kjeldahla, azot białkowy wg Bernsteina [AOAC, 1984], zawartość azotanów oznaczono metodą fotokolorymetryczną, wg Catoldo [KERŁOWSKA-KUŁAS 1993]. Wyniki badań opracowano statystycznie głównie za pomocą analizy wariancji. Istotność źródeł zmienności testowano testem F Fischera-Snedecora, a ocenę istotności różnic pomiędzy porównywanymi średnimi dokonano za pomocą wielokrotnych przedziałów Tukey a. Przebieg pogody w latach badań był zróżnicowany, co ilustruje rysunek 1.

2 Wyniki badań Technologie uprawy istotnie modyfikowały zawartość badanych składników chemicznych. Najkorzystniejszą technologią, pod względem zawartości białka ogólnego i właściwego oraz akumulację azotanów okazała się uprawa pod folią polietylenową, perforowaną, w porównaniu z obiektem kontrolnym, bez osłon (rys. 2). Sposoby mechaniczno-chemicznej walki z chwastami wpłynęły odmiennie na akumulację badanych składników w bulwach. Pielęgnacja z użyciem preparatu Afalon 50 WP oraz z udziałem mieszaniny herbicydów: Afalon 50 WP + Command 480 EC przyczyniły się do zmniejszenia zawartości białka ogólnego w bulwach w bulwach, w porównaniu z pielęgnacją mechaniczną, natomiast zastosowanie w zwalczaniu chwastów preparatu Racer 25 EC nie różnicowało wartości tej cechy (rys. 3). Oddziaływanie sposobów pielęgnacji na koncentrację białka w bulwach okazało się jednak zależne od wieku fizjologicznego bulw w poszczególnych terminach zbioru. W bulwach młodych sposoby pielęgnacji nie różnicowały istotnie zawartości białka ogólnego. W bulwach starszych o 2. tygodnie najwięcej tych związków stwierdzono w obiektach odchwaszczanych przy użyciu preparatu Racer 25 EC, zaś po ich dojrzeniu w obiektach z mechanicznym zwalczaniem chwastów (tab. 1). Najniższą zawartość białka ogólnego stwierdzono w bulwach z najwcześniejszego terminu zbioru tj. po 60 dniach od sadzenia, najwyższą zaś po dojrzeniu bulw. Największą akumulację tego składnika uzyskano w uprawie ziemniaka pod folią polietylenową, zaś najmniejszą w uprawie pod włókniną polipropylenową. Zależność ta okazała się istotna jedynie w zbiorze bulw po dojrzeniu (tab. 1). Niezależnie od badanych czynników eksperymentu warunki atmosferyczne okresu wegetacji w dużym stopniu modyfikowały zawartość białka ogólnego w bulwach ziemniaka. Najmniej tego składnika w bulwach stwierdzono w posusznym 1996 roku, o wysokich temperaturach powietrza, największą zaś w 1998 roku, o umiarkowanych opadach, w czasie wegetacji ziemniaka. Jedynie w 1996 roku terminy zbioru nie różnicowały istotnie zawartości białka ogólnego w bulwach, w pozostałych latach koncentracja tego składnika ulegała zwiększeniu wraz z przedłużaniem wegetacji (tab. 1). Akumulacja białka w bulwach zależała również od współzależności technologii uprawy i sposobów pielęgnacji. Tylko w uprawie pod włókniną najkorzystniejszą dla gromadzenia białka okazała się pielęgnacja z użyciem preparatu Racer 25 EC, natomiast w pozostałych technologiach uprawy pielęgnacja mechaniczna (tab. 2). Odmiany ziemniaka reagowały odmiennie na stosowanie pielęgnacji w uprawie ziemniaka. Aster najwięcej białka akumulowała w obiektach z pielęgnacją mechaniczną, zaś Drop w kombinacjach z pielęgnacją mechaniczno chemiczną z udziałem preparatu Racer 25 EC (tab. 3). Przeciętna zawartość białka właściwego w bulwach była wysoka i wynosiła 1,44%, co stanowiło 70% białka ogólnego. Najwyższą koncentrację tego składnika uzyskano w pełnej dojrzałości bulw, najniższą zaś po 60 dniach od sadzenia. Jedynie technologia uprawy z okrywą z folii polietylenowej istotnie przyczyniła się do wzrostu ilości białka właściwego w bulwach, w porównaniu z technologią tradycyjną. Pozostałe technologie uprawy, z wykorzystaniem okryw, obniżyły natomiast zawartość tego składnika w bulwach (rys. 2). Wszystkie sposoby mechaniczno-chemicznej walki z chwastami przyczyniły się do obniżenia zawartości białka właściwego w bulwach, w stosunku do pielęgnacji mechanicznej. Największy ujemny wpływ na tę cechę wywarła pielęgnacja z użyciem preparatu Afalon 50 WP oraz mieszaniny herbicydów: Afalon 50 WP + Command 480 EC. Sposoby pielęgnacji wywarły również wpływ na udział białka właściwego w białku ogółem. Istotne zmniejszenie udziału białka właściwego w białku ogółem obserwowano pod wpływem preparatu Racer 25 EC, a zależność tę opisuje równanie regresji wielomianowej 3-stopnia (rys. 3). Akumulacja białka właściwego w bulwach zależała również od oddziaływania sposobów pielęgnacji na fizjologiczną dojrzałość bulw. W bulwach najmłodszych, zbieranych po 60 dniach od sadzenia, najwięcej tego składnika stwierdzono w pielęgnacji mechanicznej, najmniej zaś po zastosowaniu herbicydu Racer 25 EC i mieszaniny preparatów Afalon 50 WP + Command 480 EC; w dwa tygodnie później najwięcej białka wykazały bulwy z obiektu kontrolnego, najmniej zaś po zastosowaniu mieszaniny Afalon 50 WP + Command 480 EC; w bulwach najstarszych najwięcej tej formy białka odnotowano w pielęgnacji mechanicznej, zaś najmniej po zastosowaniu herbicydu Afalon 50 WP (tab. 1). Z badanych odmian ziemniaka Aster odznaczała się większą, zaś Drop mniejszą zawartością białka właściwego w bulwach. Zależność ta okazała się jednak istotna tylko w zbiorze po 75 dniach od sadzenia i po dojrzeniu bulw (tab. 1). Odmienne warunki atmosferyczne w latach badań kształtowały w największym stopniu akumulację białka właściwego w bulwach. Najmniejszą zawartość tego składnika w bulwach stwierdzono w 1998 roku, o optymalnych opadach i najniższym usłonecznieniu, największą zaś w 1997 roku, o największej sumie opadów, ale jednocześnie wysokim usłonecznieniu. Jedynie w 1998 roku przedłużenie terminu zbioru do 75 dni od sadzenia nie spowodowało wzrostu akumulacji białka właściwego (tab. 1). Zawartość tego składnika w bulwach okazała się uzależniona od współdziałania technologii uprawy i sposobów pielęgnacji. Największą akumulację białka właściwego w bulwach, we wszystkich technologiach uprawy, zapewniała pielęgnacja mechaniczna. Największe zaś obniżenie koncentracji tego składnika w uprawie 2

3 tradycyjnej stwarzała pielęgnacja z użyciem preparatu Afalon 50 WP, zaś w pozostałych technologiach uprawy pielęgnacja mechaniczno-chemiczna z udziałem mieszaniny herbicydów Afalon 50 WP + Command 480 EC (tab. 2). Uprawa ziemniaka pod okrywami na płask przyczyniła się do istotnego wzrostu zawartości azotanów w świeżej masie bulw, w porównaniu z uprawą tradycyjną, bez okryw (rys. 2). Oddziaływanie technologii uprawy na zawartość tej formy azotu w bulwach zależało jednak od ich fizjologicznej dojrzałości. W bulwach młodych, tj. zbieranych po 60 i 75 dniach od sadzenia, najwyższe stężenie azotanów obserwowano w obiektach z podwójną osłoną z agrowłókniny i folii, zaś w bulwach dojrzałych w uprawie tradycyjnej (tab. 1). Sposoby pielęgnacji mechaniczno-chemicznej ziemniaka przyczyniły się do istotnego obniżenia azotanów w bulwach, w porównaniu z pielęgnacją mechaniczną. Najniższą zawartość azotanów, w świeżej masie bulw, uzyskano po zastosowani herbicydu Afalon 50 WP. Oddziaływanie pielęgnacji ziemniaka na gromadzenie tej formy azotu zależało jednak od dojrzałości fizjologicznej bulw. W najmłodszych bulwach najmniej azotanów obserwowano w obiektach pielęgnowanych z udziałem preparatu Racer 25 EC, zaś w bulwach fizjologicznie starszych w kombinacjach pielęgnowanych z udziałem preparatu Afalon 50 WP (tab. 1). Większą zdolnością do akumulacji tej formy azotu odznaczała się odmiana Aster niż Drop. Skłonność odmian do tworzenia azotanów w bulwach zależała od sposobów pielęgnacji. Odmiana Aster gromadziła więcej tej formy azotu w pielęgnacji mechanicznej, natomiast odmiana Drop w pielęgnacji mechaniczno-chemicznej z użyciem preparatu Racer 25 EC. Najmniejsze stężenie tego składnika w bulwach odmiany Aster zapewniało stosowanie pielęgnacji z użyciem preparatu Racer 25 EC, zaś w bulwach odmiany Drop użycie herbicydu Afalon 50 WP (tab. 3). Akumulacja azotanów w bulwach zależała od sposobu pielęgnacji zastosowanego w poszczególnych technologiach uprawy. Najniższą zawartość tej formy azotu w bulwach uzyskano w technologii tradycyjnej i uprawie pod agrowłókniną po zastosowaniu herbicydu Afalon 50 WP; w uprawie pod folią w obiektach pielęgnowanych z użyciem preparatu Racer 25 EC; w uprawie pod agrowłókniną i folią w kombinacjach z mieszaniną preparatów Afalon 50 WP + Command 480 EC (tab. 2). Znamienny wpływ na zawartość azotanów, niezależnie od czynników eksperymentu, wywarły warunki atmosferyczne w latach badań. Najwięcej tego składnika zgromadziły bulwy w 1998 roku, o optymalnych, dobrze rozłożonych opadach oraz najniższym usłonecznieniu w okresie wegetacji, zaś najmniej w bardzo wilgotnym 1997 roku; przy czym w latach obserwowano spadek zawartości azotanów, w miarę dojrzewania bulw, natomiast w roku 1998 obserwowano odwrotną zależność (tab. 1). Dyskusja Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że zastosowane technologie uprawy przyczyniły się do zmian składu chemicznego bulw w postaci: wzrostu zawartości białka ogólnego i właściwego (w uprawie pod folią) oraz azotanów (pod podwójną osłoną z agrowłókniny i folii). Zwiększenie akumulacji tych składników może wynikać stąd, iż w uprawie pod osłonami wytwarza się wysoka temperatura powietrza (nawet do 45 C) i znacznie podwyższa się temperatura gleby a tym samym bulw [FRIESSLEBEN 1984, DVOŘÁK, HAMOUZ 2008]. W opinii DVOŘÁKA i HAMOUZA [2008] temperatura powietrza, w uprawie pod folią polietylenową, w zależności od pory dnia, może być wyższa o 6,2 do 11,8 C, w porównaniu z uprawą tradycyjną, bez okryw. GRZESIUK [1994] oraz KACPERSKA [1998] dowiedli zaś, że pod wpływem wysokiej temperatury tworzą się w komórkach bulwy specyficzne białka stresowe a szczególną wrażliwością charakteryzuje się plazmolemma, cytoszkielet i jądro komórkowe. W konsekwencji może to doprowadzić do zbytniego odwodnienia tkanek, gdy pobieranie wody nie nadąża za transpiracją (dehydratacja może być główną przyczyną uszkodzeń struktury i funkcji komórek w warunkach zbyt wysokiej temperatury środowiska). Zdaniem KACPERSKIEJ [1998], wysoka temperatura powietrza może też spowodować odwracalne zmiany struktury błon, np. zmianę fazy błony. To z kolei może być przyczyną zakłóceń katalitycznych właściwości enzymów. Po ustąpieniu stresu zakłócenia te mogą albo ustąpić, albo doprowadzić do znacznych deficytów nośników energii (np. ATP lub NAD[P]H) lub pośrednich produktów metabolizmu i w rezultacie do zahamowania syntezy jednych metabolitów, albo nadprodukcji drugich, np. białka. Zawartość azotanów wynosiła przeciętnie 43,3 mg. ha -1 świeżej masy bulw i była znacznie poniżej normy przyjętej dla ziemniaka [Dz. U. z 2003 r. Nr 37, poz. 326]. Zdaniem GRUDZIŃSKIEJ i ZGÓRSKIEJ [2005] oraz WOJCIECHOWSKIEJ [2005] azotany same w sobie nie stanowią szczególnego zagrożenia dla zdrowia człowieka natomiast groźne są azotyny powstające podczas częściowej redukcji azotanów. Bezpośrednim następstwem zatrucia azotynami jest utlenianie hemoglobiny do methemoglobiny niezdolnej do przenoszenia tlenu, obniżenie ciśnienia tętniczego krwi, destrukcja karotenoidów oraz witamin z grup A i B. Wszystkie technologie uprawy ziemniaka z wykorzystaniem okryw przyczyniły się do wzrostu azotanów w bulwach, w porównaniu z obiektem kontrolnym. Otrzymane wyniki są zgodne z doniesieniami WIERZBICKIEJ [1995], PROŚBY-BIAŁCZYK I MYDLARSKIEGO [1998] oraz MIKOS-BIELAK i in. (1999). W 3

4 dostępnej literaturze nie spotkano badań dotyczących uprawy pod podwójną osłoną z włókniny i folii, aczkolwiek w niektórych rejonach Polski rolnicy stosują taką technologię uprawy. Herbicydy użyte w pielęgnacji ziemniaka przyczyniły się do spadku zawartości: białka ogólnego, białka właściwego i azotanów, w porównaniu z pielęgnacją mechaniczną. Wyjątek stanowił preparat Racer, który nie różnicował zawartości białka ogólnego. Preparat Afalon 50 WP i mieszanina herbicydów Afalon 50 WP + Command 480 EC przyczyniły się do zmniejszenia zawartości białka ogólnego w bulwach badanych odmian, a wszystkie herbicydy obniżyły istotnie zawartość białka właściwego w porównaniu z mechanicznym zwalczaniem chwastów. Odmienne wyniki uzyskali LESZCZYŃSKI I LISIŃSKA [1985], CEGLAREK I KSIĘŻAK [1992], ZARZECKA i GUGAŁA [2006]. Również ZARZECKA i GĄSIOROWSKA [2002] obserwowały podwyższoną zawartość białka w bulwach ziemniaka traktowanych herbicydami, w porównaniu z obiektem pielęgnowanym mechanicznie. Zwiększanie ilości białka w roślinach pod wpływem herbicydów jest określane, jako tzw. efekt proteinowy, który może sugerować wpływ herbicydów na przemiany azotowe i syntezę białka w roślinach. Stosowane w badaniach substancje aktywne herbicydów (fluorochloridone, chlomazon) należą do grupy inhibitorów fotosyntezy karotenoidów. Wnikając do tkanek roślin, mogą one zakłócać procesy biochemiczne i oddziaływać na metabolizm rośliny. Zmniejszenie zawartości białka w bulwach, pod wpływem herbicydów, jest prawdopodobnie związane z reakcją obronną, skierowaną na eliminację zakłóceń, w wyniku, czego proporcje poszczególnych składników mogą ulegać zmianom w kierunku bardziej intensywnego nagromadzania np. substancji węglowodanowych. KŁOSIŃSKA-RYCERSKA [1971] natomiast dowodzi, iż pod wpływem herbicydów, można jedynie obserwować tendencję do wzrostu substancji azotowych w bulwach. Przeprowadzone badania potwierdzają wyniki innych autorów o zależności badanych składników od cech genetycznych. Z badań SAWICKIEJ [1991] nad 34 odmianami ziemniaka wynika, iż różnice w zawartości białka pomiędzy odmianami mogą wynosić od 0,8 do 3,5%. Autorka ta podkreśla również duże zróżnicowanie w koncentracji białka nie tylko między odmianami, ale również pomiędzy bulwami poszczególnych roślin oraz pomiędzy bulwami tego samego krzaka. Zdaniem LIS i WIERZEJSKIEJ-BUJAKOWSKIEJ [1998] największe predyspozycje do gromadzenia azotu w bulwach mają odmiany wczesne. MAZUR i GAWLIK [1977] oraz SOMOROWSKA [1971] dowiedli, iż w miarę jak maleją przyrosty masy bulw, wzrasta zawartość azotu ogólnego i azotanowego. Badania własne potwierdzają również doniesienia PSZCZÓŁKOWSKIEGO i SAWICKIEJ [1999], SAWICKIEJ [2000], HOMOUZA i DWOŘAKA [2004], że w latach cieplejszych i okresowo suchych występuje większa koncentracja białka ogólnego, ale i azotanów niż w latach wilgotniejszych i chłodniejszych. Wnioski 1. Technologie uprawy z zastosowaniem włókniny polipropylenowej, bądź folii polietylenowej, jako okrywy, okazały się bezpieczniejsze, z uwagi na jakość bulw, niż technologia z podwójną osłoną z agrowłókniny i folii polietylenowej. 2. Zawartość białka ogólnego i azotanów zależały nie tylko od technologii uprawy, ale i terminu zbioru bulw: najwięcej białka ogólnego bulwy dojrzałe fizjologicznie zgromadziły w uprawie pod folią polietylenową, najmniej zaś pod włókniną polipropylenową, w przypadku młodych, niedojrzałych fizjologicznie bulw technologia uprawy nie różnicowała wartości tej cechy; bulwy młode, zbierane po 60 i 75 dniach od sadzenia, najwięcej azotanów akumulowały w uprawie pod podwójną osłoną z folii i włókniny, zaś zbierane po dojrzeniu w uprawie tradycyjnej. 3. Pielęgnacja mechaniczno-chemiczna, z użyciem preparatów chwastobójczych, wywołała obniżenie zawartości białka ogólnego i właściwego, ale też przyczyniła się do mniejszej kumulacji azotanów w bulwach. 4. Najlepszą jakość bulw, z uwagi na zawartość białka ogólnego i właściwego, w uprawie tradycyjnej, jak i pod osłonami, zapewniała pielęgnacja mechaniczna, zaś spośród stosowanych herbicydów użycie preparatu Racer EC, które spowodowało istotne zmniejszenie zawartości azotanów w bulwach, we wszystkich terminach zbioru bulw, a największe w pierwszym terminie, po 60 dniach od sadzenia. Największy, ujemny wpływ na zawartość tych składników miało stosowanie herbicydu Afalon i równorzędnie mieszanki herbicydów Command + Afalon. 5. Cechy genetyczne odmian decydowały o jakości bulw. Wyższą koncentracją białka właściwego i azotanów w bulwach odznaczała się odmiana Aster niż Drop. 6. O jakości bulw decydował termin ich zbioru. W miarę dojrzewania bulw wzrastała w nich zawartość białka ogólnego oraz właściwego a malała zawartość azotanów. 7. Optymalny rozkład temperatur powietrza i opadów przyczynił się do uzyskania wyższej zawartości w świeżej masie bulw: białka ogólnego i azotanów, zaś warunki chłodnego i wilgotnego okresu wegetacji przyczyniły się do największej akumulacji białka właściwego, a najmniejszej azotanów. 4

5 Literatura AOAC Association of Official Analytical Chemists. Official Methods of Analysis. 14 th edition. Arlington, Virginia, USA. CEGLAREK F., KSIĘŻAK J Wpływ herbicydów stosowanych do niszczenia perzu na skład chemiczny bulw ziemniaka. Fragm. Agronom., 3 (35): DVOŘÁK P., HAMOUZ K Yield of early potatoes as depended on the term of nonwoven textile removement. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 530: GRUDZIŃSKA M., ZGÓRSKA K Wpływ obróbki wstępnej oraz metod gotowania na zawartość azotanów w warzywach. Wyd. Środkowo-Pomorskiego Towarzystwa Naukowego Ochrony Środowiska, Koszalin: GRZESIUK S Wpływ stresów na fizjologię plonów. [w:] Fizjologia plonów. Red. S. Grzesiuk, R. Górecki, Wyd. ART Olsztyn: FRIESSLEBEN R Studies in early ware potato cultivation under perforated polyethylene Sheeting. Archiv. Für Acker und Pflanzenbau und Bodenkunde. 28 (2): HAMOUZ K., DVOŘAK P Efficiency of white fleece during the cultivation of early potatoes. Mat. Konf. Nauk.: Ziemniak spożywczy i przemysłowy oraz jego przetwarzanie. Polanica Zdrój, : KACPERSKA A Reakcje roślin na czynniki stresowe. [w:] Podstawy fizjologii roślin. Red. J. Kopcewicz, S. Lewak, PWN, Warszawa, KERŁOWSKA-KUŁAS M Badanie jakości produktów spożywczych. PWE, Warszawa: KŁOSIŃSKA-RYCERSKA B Chemiczne odchwaszczanie plantacji ziemniaków a jakość otrzymanego plonu. Cz. I. Wpływ herbicydów systemicznych na niektóre składniki bulw. Ziemniak: LIS B., WIERZEJSKA-BUJAKOWSKA A Wpływ nadmiernego nawożenia azotem na plonowanie i wykorzystanie azotu przez wczesne odmiany ziemniaka. W: Ekofizjologiczne aspekty reakcji roślin na działanie abiotycznych czynników stresowych. Red. Grzesiak S. i in., PAN, Kraków: LESZCZYŃSKI W Jakość ziemniaka konsumpcyjnego. Żywność 4: LESZCZYŃSKI W., LISIŃSKA G Effect of herbicides on chemical composition of potato tubers and quality of subsequent chips and starch. Starch/Stärke, 10: , MAZUR T., GAWLIK T Wpływ dawki i rodzaju nawozu azotowego na plon oraz cechy jakości wczesnych odmian ziemniaka. Biul. Inst. Ziemn., 20: MIKOS-BIELAK M., SAWICKA B., RUDZIŃSKA B Azotany i azotyny w bulwach wczesnych odmian ziemniaka. Biul. IHAR, 209: PROŚBA-BIAŁCZYK U., MYDLARSKI M Uprawa ziemniaków na wczesny zbiór przy zastosowaniu osłony z agrowłókniny. Fragm. Agronom., 1 (57): PSZCZÓŁKOWSKI P., SAWICKA B Jakość bulw bardzo wczesnych odmian ziemniaka uprawianych pod agrowłókniną. Proceedings of the VIII Scientific Horticulture Plant Breeding Symposium, Horticulture Plant Breeding to start with XXI century. Lublin, : 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 pomagających w przetwarzaniu albo na powierzchni żywności. Dz. U. z 2003 r. Nr 37, poz ROZTROPOWICZ S Środowiskowe, odmianowe i nawozowe źródła zmienności składu chemicznego bulw ziemniaka. Fragm. Agronom., 1 (21): SAWICKA B Studia nad zmiennością wybranych cech oraz degeneracją różnych odmian ziemniaka w rejonie bialskopodlaskim. Rozpr. Habilit. 141, Wyd. AR, Lublin. SAWICKA B Wpływ technologii produkcji na jakość bulw ziemniaka. Pam. Puł., (120): SOMOROWSKA K Zmiany zawartości podstawowych składników w bulwach ziemniaka w okresie wegetacji. Ziemniak: WIERZBICKA B Studia nad przyśpieszoną uprawą wczesnych odmian ziemniaka. Zesz. Nauk. ART Olsztyn, Agricult. 61 B, Rozpr. Habilit. WOJCIECHOWSKA R Akumulacja azotanów a jakość produktów ogrodniczych. Wyd. Coperite, Kraków: ZARZECKA K., GĄSIOROWSKA B Zawartość wybranych składników w bulwach ziemniaka w warunkach pielęgnacji mechaniczno-chemicznej. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 489: ZARZECKA K., GUGAŁA M Zawartość białka ogólnego i właściwego w bulwach ziemniaka w zależności od sposobów uprawy roli i odchwaszczania. Acta Sci. Pol., Agricultura 5(2): ZIMNOCH-GUZOWSKA E., FLIS B Genetyczne podstawy cech jakościowych ziemniaka. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 511:

6 Słowa kluczowe: ziemniak, okrywy, sposoby pielęgnacji, odmiany, białko ogólne, białko właściwe, azotany Streszczenie Wyniki badań oparto na 3-letnim doświadczeniu, przeprowadzonym w polowej Stacji Doświadczalnej w Parczewie, na glebie o składzie granulometrycznym piasku gliniastego lekkiego. Eksperyment założono metodą losowanych podbloków w 3 powtórzeniach. Badano cztery czynniki: technologie uprawy: a) tradycyjna jako obiekt kontrolny, b) z osłoną z folii polietylenowej, c) z agrowłókniną polipropylenową, d) z podwójną osłoną z agrowłókniny i folii polietylenowej; sposoby pielęgnacji ziemniaka: a) mechaniczna, b) Afalon, c) Racer, d) mieszanina Afalon + Command; odmiany ziemniaka: Aster i Drop; terminy zbioru bulw: 1) 60 dni od sadzenia, 2) 75 dni od sadzenia, 3) po dojrzeniu. W bulwach, bezpośrednio po zbiorze, oznaczono zawartość białka ogólnego, właściwego i azotanów. Najlepszą jakość bulw, z uwagi na zawartość białka ogólnego i właściwego, w uprawie tradycyjnej, jak i pod osłonami zapewniała pielęgnacja mechaniczna, zaś spośród stosowanych herbicydów użycie preparatu Racer EC. Największy, ujemny wpływ na zawartość tych składników wywarło stosowanie herbicydu Afalon i równorzędnie mieszanki herbicydów Command + Afalon. Wszystkie sposoby pielęgnacji mechaniczno-chemicznej z użyciem herbicydów spowodowały spadek koncentracji białka właściwego i azotanów. Fizjologiczna dojrzałość bulw decydowała, o jakości plonu bardzo wczesnych odmian ziemniaka. W miarę dojrzewania wzrastała w bulwach zawartość: białka ogólnego i właściwego, zaś malała koncentracja azotanów. Odmiana Aster odznaczała się wyższą zawartością w bulwach białka właściwego i azotanów niż odmiana Drop. THE CONTENT OF PROTEIN AND NITRATES IN TUBERS OF VERY EARLY POTATO CULTIVARS UNDER COVER 1 Piotr Pszczółkowski, 2 Barbara Sawicka, 1 Experimental Stations for Variety Testing, Research Centre for Cultivar Testing, Uhnin 2 Department of Plant Productions, University of Life Sciences in Lublin Keywords: potato, cover, weed control systems, cultivars, total protein, true protein, nitrates Summary The results of investigations were based on three years experiment, conducted in the field Experimental Station in Parczew, on the sandy light textured soil. The experiment was put the split-plots method in three repetitions. The four following factors were examined: cultivation technologies: a) conventional technology control, b) with polyethylene sheeting, c) with polypropylene sheeting, d) with double shield of polypropylene and polyethylene sheeting; methods of potato cultivation: a) mechanical, b) Afalon, c) Racer, d) with herbicide mixture Afalon + Command; potato cultivars: Aster and Drop; harvest terms: 1) 60 days following planting, 2) 75 days following planting, 3) harvest at full maturity. In tubers, directly after the harvesting, the content of total and true protein and nitrates was marked. The best quality of tubers, from the attention on content the proteins of total and true, in traditional cultivation, how and mechanical nurturing assured under cover, meanwhile from among applied herbicides - the use of the preparation Racer EC. The applying the herbicide Afalon made the largest, negative influence on the content of these components and the mixture of herbicides Command + Afalon. All methods of mechanical and chemical weed control with the use of herbicides caused the fall of the concentration of true protein and nitrates. The physiological maturity of tubers decided about quality of crop of very early cultivars of potato in the measure of maturation content grew up in tubers: the totality and true proteins, meanwhile the concentration of nitrates diminished. The cultivars Aster was characterizing by higher content in tubers: dry mass, true protein and nitrates than the cultivar Drop. Adres do korespondencji: Prof. dr hab. Barbara Sawicka Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin, Uniwersytet Przyrodniczy ul. Akademicka Lublin barbara.sawicka@gmail.com tel. (081) Dr Piotr Pszczółkowski Stacja Doświadczalna Oceny Odmian Uhnin, Dębowa Kłoda, sdoouhnin@o2.pl 6

7 Tabela 1. Zawartość białka ogólnego, białka właściwego i azotanów w świeżej masie bulw ziemniaka Table 1. Content of total and true protein and nitrates in the fresh mass of potato tubers Czynniki eksperymentu Experimental factors Białko ogólne Total protein [%] Białko właściwe True protein [%] Azotany Nitrates [mg NO -. 3 kg -1 ] Terminy zbioru Harvest time* Technologia uprawy Cultivation technology Sposoby pielęgnacji Weed control systems Odmiany Cultivars Lata Years A B C D I II III I II III I II III 2,02 2,42 1,31 1,46 1,61 58,4 28,2 29,4 2,13 2,48 1,35 1,53 1,63 54,7 31,5 27,4 2,09 2,09 1,32 1,41 1,43 70,3 35,0 27,7 1,97 2,32 1,30 1,44 1,52 77,9 41,1 28,3 1,83 1,89 1,81 1,79 NIR-LSD 0,30 n 0, ,91 1,78 1,81 1,81 2,05 1,93 2,31 1,91 2,50 2,18 2,35 2,26 1,40 1,31 1,29 1,29 1,51 1,43 1,50 1,41 1,65 1,45 1,59 1,51 75,5 65,2 60,8 69,9 38,9 28,7 36,7 31,4 NIR-LSD 0,30 0,03 0,9 Aster Drop 1,81 1,84 2,02 2,09 2,33 2,32 1,32 1,32 1,50 1,42 1,57 1,52 73,0 62,6 37,6 30,3 NIR-LSD n* 0,02 n ,91 2,01 2,10 1,31 1,36 1,33 93,0 29, ,89 2,09 2,23 1,43 1,78 1,91 69,5 23, ,70 2,06 2,65 1,23 1,24 1,40 39,9 48,7 NIR-LSD 0,25 0,02 0,7 Mean- Średnia 1,83 2,05 2,33 1,32 1,46 1,55 67,8 0,7 28,2 NIR-LSD 0,11 0,01 0,3 A technologia tradycyjna Conventional technology; B folia polietylenowa Polyethylene sheeting; C włóknina polipropylenowa Polypropylene sheeting; D włóknina polipropylenowa + folia polietylenowa Polypropylene + Polyethylene sheeting; 1 mechaniczny mechanical weed control systems; 2 Afalon; 3 Racer; 4 Afalon + Command; * I po 60 dniach od sadzenia 60 days following planting; II po 75 dniach od sadzenia 75 days following planting, III po dojrzeniu harvest at full maturity; ** nieistotne przy poziomie 0,05 not significant at 0,05 Tabela 2. Wpływ technologii uprawy i sposobów pielęgnacji na zawartość białka ogólnego i właściwego oraz azotanów w bulwach ziemniaka (Średnia lat i trzech terminów zbioru) Table 2. The influence of cultivation technology and weed control systems on total and true protein and nitrates content in the potato tubers (Mean for years and three harvest time) Cultivation technology Sposoby pielęgnacji Weed control systems Technologia uprawy A B C D Białko ogólne Total protein [%] 2,25 1,91 2,12 2,28 2,12 2,15 1,96 1,85 2,31 2,14 1,98 2,06 NIR-LSD 0,05 0,37 Białko właściwe True protein [%] A B C D 1,55 1,58 1,44 1,50 1,34 1,48 1,36 1,41 NIR-LSD 0,05 0,05 Azotany Nitrates [mg NO -. 3 kg -1 ] A B C D 44,2 46,1 50,7 53,4 35,1 39,5 36,9 48,1 NIR-LSD 0,05 1,5 Oznaczenia jak w tabeli 2 Explanations see Table 2 Tabela 3. Wpływ technologii uprawy i odmian na zawartość białka ogólnego i azotanów w bulwach ziemniaka (Średnia lat i trzech terminów zbioru) Table 3. The influence of cultivation technology and cultivars on total protein and nitrates content in the potato 1,48 1,51 1,41 1,44 37,3 37,8 45,4 47,6 tubers (Mean for years and three harvest time) Odmiany Sposoby pielęgnacji Weed control systems 2,09 2,10 1,80 1,93 1,48 1,44 1,34 1,34 37,9 41,4 44,4 47,4 31,4 25,8 28,5 27,1 29,7 26,7 7,9 9,9 66,7 7

8 Cultivars Białko ogólne Total protein [%] Aster Drop 2,23 2,09 1,98 1,95 2,02 2,30 2,00 1,99 NIR-LSD 0,23 Azotany Nitrates [mg NO -. 3 kg -1 ] Aster Drop 54,3 42,8 45,6 34,2 39,0 45,0 48,2 37,4 NIR-LSD 0,9 Oznaczenia jak w tabeli 2 Explanations see Table 2 Opady - Precipitation [mm] IV V VI VII VIII IV V VI VII VIII IV V VI VII VIII Miesięczna suma opadów w latach Monthly amount of precipitation in Miesięczna suma opadów w latach Monthly amount of precipitation in Średnia temperatura powietrza w latach Mean air temperature in Średnia temperatura powietrza w latach Mean air temperature in Temperatura powietrza - Air temperature [ C] Rysunek 1. Opady i temperatury powietrza w okresie wegetacji ziemniaka wg stacji meteorologicznej w Uhninie ( ) Figure 1. Precipitation and air temperature in the potato vegetation period according to meteorological office in Uhnin ( ) % świeżej masy % of fresh mass mg. kg -1 świeżej masy mg. kg -1 fresh mass tradycyjna - traditional folia PE - PE sheeting agrowóknina PP - PPsheeting folia+agrowłóknina - PE+PP sheeting NIR-LSD0,05 NIR-LSD 0,05 Białko ogólne - total protein Białko właściwe - true protein Azotany - Nitrates NIR- Rysunek 2. Wpływ technologii uprawy na zawartość białka ogólnego i właściwego oraz azotanów Figure 1. The influence of cultivation technology on the content of total and true protein and nitrates 8

9 y = x x x R 2 = % świeżej masy % of fresh mass Udział białka właściwego w białku ogólnym Share of true protein in total protein mechaniczny Afalon Racer Afalon + Command Białko ogólne - total protein Białko właściwe - true protein Stosunek białka właściwego do białka ogólnego - proportion total protein to true protein Wielom. (Stosunek białka właściwego do białka ogólnego - proportion total protein to true protein) Rysunek 3. Wpływ sposobów pielęgnacji na zawartość białka ogólnego i właściwego oraz udział białka właściwego w białku ogólnym Figure 2. The influence of weed control systems on the content of total and true protein and share of true protein in total protein