ZAWARTOŚĆ WYBRANYCH SKŁADNIKÓW W PLONIE KAPUSTY CZERWONEJ W ZALEŻNOŚCI OD FORMY AZOTU NAWOZOWEGO. Wstęp

Transkrypt

1 Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCLXXXIII (2007) RENATA WOJCIECHOWSKA, STANISŁAW ROŻEK, ANNA KOŁTON ZAWARTOŚĆ WYBRANYCH SKŁADNIKÓW W PLONIE KAPUSTY CZERWONEJ W ZALEŻNOŚCI OD FORMY AZOTU NAWOZOWEGO Z Katedry Fizjologii Roślin Akademii Rolniczej im. Hugona Kołłątaja w Krakowie ABSTRACT. The highest nitrate content in cabbage fertilized with N-NO 3 form was observed. The fertilization with (NH 4 ) 2 SO 4 caused an increase of free amino acid content in cabbage leaves but did not affect the level of thiocyanates. The urea application had the most advantageous effect on soluble sugars in red cabbage heads. Key words: nitrates, soluble sugars, thiocyanates, amino acids Wstęp Kapusta głowiasta czerwona jest bardzo cennym źródłem wielu składników korzystnych dla zdrowia konsumenta, takich jak aminokwasy, cukrowce oraz makroi mikroelementy. Gatunek ten gromadzi także w dużych ilościach związki o charakterze antyoksydacyjnym, jak kwas askorbinowy oraz związki fenolowe, w tym antocyjany (Leja i in. 2005). Ze względu na duże zainteresowanie kapustą czerwoną ważne są badania nad poprawą jej składu chemicznego, także pod względem zmniejszenia zawartości niekorzystnych azotanów, azotynów czy metali ciężkich. Bioakumulację wymienionych składników w dużej mierze kształtują warunki uprawy, w tym nawożenie. Badania nad kapustą głowiastą białą wykazały, że istotne znaczenie ma w tym zakresie nawożenie azotowe (Wojciechowska i in. 2000, Sady i in. 2001). Celem pracy było określenie wpływu różnych form azotu zastosowanych w nawożeniu na zawartość azotanów, wolnych aminokwasów, cukrów rozpuszczalnych, tiocyjanianów oraz suchej masy w plonie kapusty głowiastej czerwonej Langendijker. Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007 PL ISSN

2 668 R. Wojciechowska, S. Rożek, A. Kołton Materiał i metody Obiektem badań była kapusta czerwona Brassica oleracea var. capitata subvar. rubra odmiany Langendijker. Doświadczenie przeprowadzono w latach Kapustę uprawiano na polu stacji doświadczalnej firmy Krakowska Hodowla i Nasiennictwo Ogrodnicze Polan sp. z o.o. w Grębałowie. W poszczególnych latach gleba (czarnoziem) przed rozpoczęciem uprawy charakteryzowała się podobną zawartością azotu, wynoszącą średnio w mg dm -3 : 16,3 N-NH 4 i 84,6 N-NO 3. Rozsadę wysadzono w rozstawie cm. Całkowita powierzchnia doświadczenia wynosiła 150 m 2 (ok. 500 roślin). Badania obejmowały pięć kombinacji w czterech powtórzeniach, różniących się formą azotu, użytą w nawożeniu kapusty: 1) kontrola (naturalna zawartość N w glebie), 2) saletra wapniowa Ca(NO 3 ) 2, 3) siarczan amonu (NH 4 ) 2 SO 4, 4) saletra amonowa NH 4 NO 3, 5) mocznik CO(NH 2 ) 2. W nawożeniu azotem zastosowano dawkę wynoszącą 100 kg N ha -1, niezależnie od zawartości azotu w glebie. Nawozy azotowe wysiewano jednorazowo tuż przed wysadzaniem rozsady, w drugiej połowie czerwca każdego roku doświadczenia. Nawożenie pozostałymi makro- i mikroskładnikami wykonywano na podstawie analizy chemicznej gleby zgodnie z zaleceniami dla uprawy kapusty głowiastej. Zbiór plonu kapusty przeprowadzono w każdym roku około 20 października. Po zbiorze z każdego obiektu doświadczenia i powtórzenia pobierano losowo po sześć główek w celu wykonania zaplanowanych oznaczeń. Zawartość azotanów oznaczono metodą potencjometryczną za pomocą jonometru UNICAM Cukry rozpuszczalne oznaczono z wykorzystaniem odczynnika antronowego według metody opracowanej przez Yemma i Willsa (1954). Zawartość wolnych aminokwasów oznaczano według procedury opisanej przez Korenmana (1973), natomiast izotiocyjaniany według metody Johnstona i Jonesa (1966). Wszystkie wyniki weryfikowano statystycznie na poziomie istotności p = 0,05. Wyniki i dyskusja W tabeli 1 przedstawiono uśrednione zawartości badanych wskaźników w główkach kapusty, zebranej w latach Najmniejszym poziomem azotanów charakteryzowały się główki roślin kontrolnych, zebrane ze stanowiska z naturalną zawartością N w glebie. Natomiast najwięcej NO 3 - stwierdzono w kapuście nawożonej azotanową formą azotu. W pozostałych kombinacjach, zawartość azotanów w kapuście kształtowała się na podobnym poziomie. We wcześniejszych pracach wskazywano na korzystny wpływ stosowania zredukowanych form azotu nawozowego na zmniejszenie zawartości azotanów, np. w główkach kapusty białej odmiany Erma F 1 (Rożek i in. 1999). Wykazana w niniejszych badaniach stosunkowo duża zawartość azotanów w główkach kapusty czerwonej mogła wynikać między innymi z dużej zasobności gleby w substancję organiczną, charakterystyczną dla czarnoziemu zdegradowanego, na którym prowadzono uprawę (Sady i Smoleń 2007).

3 Zawartość wybranych składników w plonie kapusty czerwonej Tabela 1 Wpływ formy azotu nawozowego na zawartość wybranych składników w liściach kapusty głowiastej czerwonej Langendijker średnie z lat Effect of the fertilization with different forms of nitrogen on some indices content in leaves of red cabbage Langendijker means of Forma azotu nawozowego Form of nitrogen Azotany (mg NO 3- kg ś.m. * ) Nitrates (mg NO 3- kg f.w. * ) Cukry rozpuszczalne (mg 100 g -1 ś.m.) Soluble sugars (mg 100 g -1 f.w.) Wolne aminokwasy (mg N 100 g -1 ś.m.) Free amino acids (mg N 100 g -1 f.w.) Tiocyjaniany (mg 100 g -1 ś.m.) Thiocyanates (mg 100 g -1 f.w.) Sucha masa Dry matter (%) Kontrola ** 958,70 a 3 469,7 a 52,46 a 2,24 b 8,78 a Control ** N-NO ,60 c 3 754,5 b 54,78 b 2,23 b 8,12 a N-NH ,14 b 3 788,3 b 64,53 d 2,20 b 8,65 a N-NO 3 +N-NH ,34 b 3 794,1 b 54,10 b 1,95 a 8,24 a N-NH ,77 b 3 992,2 c 58,05 c 1,99 a 8,41 a * ś.m. świeża masa. ** naturalna zawartość N w glebie. Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie na poziomie p = 0,05. * f.w. fresh weight. ** natural N content of soil. Means indicated with the same letters do not differ significantly at the level p = Oprócz obecności nieorganicznych form N w tkankach, wskaźnikiem żywienia roślin azotem jest także poziom wolnych aminokwasów. Niniejsze badania wykazały, że nawożenie kapusty siarczanem amonu wydatnie podniosło zawartość wolnych aminokwasów w główkach. Wzrost ten, w porównaniu z kontrolą, wyniósł średnio około 19% i mógł być konsekwencją efektywniejszego wbudowywania jonów amonowych do związków organicznych rośliny. Proces ten mógł sprzyjać gromadzeniu wolnych aminokwasów w główkach. Lea (1997) podaje, że w takich warunkach zwykle zwiększa się zawartość amidu kwasu glutaminowego w tkankach. Podobny, choć nie tak wyraźny skutek obserwowano po nawożeniu kapusty wolniej działającym nawozem, jakim jest mocznik. Ważnym wskaźnikiem jakościowym warzyw jest zawartość cukrów rozpuszczalnych. Średnie wyniki trzyletnich badań wskazują na to, że w nawożeniu kapusty czerwonej najbardziej skuteczne w tym zakresie było zastosowanie mocznika. Nawożenie pozostałymi formami azotu wpłynęło na podniesienie poziomu cukrowców w główkach w stosunku do kontroli, ale nie stwierdzono istotnych różnic pomiędzy tymi kombinacjami. W innym doświadczeniu z kapustą głowiastą białą Lennox F 1 wykazano, że najwięcej cukrów gromadziły główki po nawożeniu saletrą amonową (Rożek i in. 2001). Warzywa kapustne mogą gromadzić duże ilości glukozynolanów, które są prekursorami tiocyjanianów, będących przyczyną charakterystycznego smaku i zapachu podczas przetwarzania i obróbki kulinarnej tych roślin. Niektóre badania świadczą o tym, że nawożenie kapusty wyłącznie siarczanem amonu może być przyczyną zwiększenia się zawartości tiocyjanianów w główkach (Dick-Hennes i Buning-Phane 1992). Niniejsze wyniki nie potwierdziły tych zależności. Poziom tiocyjanianów w kapuście Langendij-

4 670 R. Wojciechowska, S. Rożek, A. Kołton ker, nawożonej siarczanem amonu, nie różnił się istotnie od wykazanego w roślinach kontrolnych i nawożonych formą N-NO 3. Interesujące natomiast jest to, że nawożenie roślin saletrą amonową oraz mocznikiem wpływało na zmniejszenie zawartości tiocyjanianów w liściach badanej odmiany kapusty. Badania nie wykazały istotnego wpływu formy azotu, stosowanej w nawożeniu kapusty, na zawartość suchej masy w główkach, która mieściła się w granicach od 8,12% w przypadku stosowania azotanowej formy N do 8,78% w roślinach kontrolnych. Wnioski 1. Najwięcej azotanów wykazano w kapuście nawożonej formą azotanową N. 2. Nawożenie kapusty siarczanem amonu podniosło poziom wolnych aminokwasów w główkach, ale nie miało wpływu na zawartość tiocyjanianów. 3. Zawartość cukrów rozpuszczalnych była największa w główkach kapusty nawożonej mocznikiem. Literatura Dick-Hennes E., Buning-Phane H. (1992): Investigationson the gluosinolate pattern of Kohrabi, Cabbage and Raddish. W: Mater. Precursors International Symposium, Proceeding: Johnston T.D., Jones D.J.H. (1966): Variations in the thiocyanate content of Kale varieties. J. Sci. Food Agric. 17: Korenman S. (1973): Analiza fotometryczna. WNT, Warszawa. Lea P.J. (1997): Primary nitrogen metabolism. W: Plant Biochemistry. Red. P.M. Dey, J.B. Harborne. Acad. Press, London: Leja M., Wyżgolik G., Mareczek A. (2005): Phenolic compounds of red cabbage as related to different forms of nutritive nitrogen. Hortic. Veg. Grow. 24, 3: Rożek S., Leja M., Wojciechowska R., Sady W. (1999): Nitrate and nitrite contents in spring cabbage as related to nitrogen fertilizer type, method of fertilizer application and to nitrate and nitrite reductase activity. Acta Hortic. 506: Rożek S., Wojciechowska R., Rydz A. (2001): Effect of differentiated nitrogen fertilization on the content of certain nutritive compounds in winter cabbage heads. Folia Hortic. 13, 2: Sady W., Wojciechowska R., Rożek S. (2001): The effect of form and placement of N on yield and nitrate content in white cabbage. Acta Hortic. 563: Sady W., Smoleń S. (2007): Wpływ formy azotu nawozowego na wielkość plonu i zawartość wybranych makroskładników w kapuście czerwonej. Rocz. AR Pozn. 383, Ogrodn. 41: Wojciechowska R., Rożek S., Leja M., Rydz A. (2000): Effect of differentiated nitrogen fertilization on nitrate content, nitrate and nitrite reductase activity in winter white cabbage during long-term storage. Folia Hortic. 12, 1: Yemm E.W., Wills A.J. (1954): The estimation of carbohydrates in plant extracts by antrone. Biochem. J. 57:

5 Zawartość wybranych składników w plonie kapusty czerwonej THE CONTENT OF SOME COMPOUNDS OF RED CABBAGE AS RELATED TO DIFFERENT FORMS OF NUTRITIVE NITROGEN Summary Red cabbage Langendijker was grown in field conditions in Different forms of nutrient nitrogen such as nitrate nitrogen Ca(NO 3 ) 2, ammonium nitrogen (NH 4 ) 2 SO 4, nitrate and ammonium nitrogen NH 4 NO 3 and amide nitrogen (NH 2 ) 2 CO were applied. In the control treatment the natural soil nitrogen was the only source of N. The lowest and the highest level of nitrates in cabbage heads was found in control and in N-NO 3 treatment, respectively. The fertilization with (NH 4 ) 2 SO 4 caused an increase of free amino acid content in cabbage but did not affect the level of thiocyanates. The urea application caused significant increase of soluble sugars in cabbage leaves. No distinct changes of dry matter content were observed.