Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCLXXXIII (27) SYLWESTER SMOLEŃ, WŁODZIMIERZ SADY WPŁYW FORMY AZOTU I DOKARMIANIA DOLISTNEGO NA ZAWARTOŚĆ KAROTENOIDÓW, CUKRÓW ROZPUSZCZALNYCH I ZWIĄZKÓW FENOLOWYCH W MARCHWI Z Katedry Uprawy Roli i Nawożenia Roślin Ogrodniczych Akademii Rolniczej im. Hugona Kołłątaja w Krakowie ABSTRACT. Fertilization with (NH 4 ) 2 SO 4 and foliar nutrition lowered soluble sugar content in carrot. Storage roots of plants fertilized with Ca(NO 3 ) 2 contained the least amount of phenolic compounds. Foliar nutrition did not have any effect on phenolic compound concentrations in carrot. Foliar nutrition and treatment with NH 4 NO 3, (NH 4 ) 2 SO 4 or CO(NH 2 ) 2 did not affect carotenoid concentrations. Key words: nitrogen, foliar nutrition, carrot, carotenoids, sugars, phenolic compounds Wstęp Nawożenie azotowe, poza plonotwórczym działaniem azotu, wpływa również na wartość biologiczną plonu. Kształtuje ono zawartość związków odżywczych, takich jak białek, cukrów, związków o oddziaływaniu prozdrowotnym, np. β-karotenu, związków polifenolowych, a także tych o potencjalnym szkodliwym oddziaływaniu na organizm konsumenta, np. azotanów (Magkos i in. 26) czy metali ciężkich (Gębski 1998). Celem badań było określenie wpływu nawożenia różnymi formami azotu oraz dokarmiania dolistnego na zawartość karotenoidów, cukrów rozpuszczalnych i związków fenolowych w marchwi. Materiał i metody Doświadczenie wazonowe z uprawą marchwi Kazan F 1 przeprowadzono w latach 24-25. Marchew uprawiano w pojemnikach ażurowych o wymiarach 6 4 2 cm, Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: 619-623 Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 27 PL ISSN 137-1738
62 S. Smoleń, W. Sady umieszczonych na terenie otwartym pod cieniówką. Pojemniki wypełniono gliną średnią pylastą (3% piasku, 28% pyłu, 37% iłu) o zawartości substancji organicznej 3,25%, średnio w 24 i 25 roku. Na podstawie wyników analiz chemicznych gleby, zawartość przyswajalnych form składników pokarmowych utrzymywano w 1 dm 3 gleby na poziomie: 1 mg N, 8 mg P, 12 mg K, 8 mg Mg i 2 mg Ca. Doglebowe nawożenie azotem do wyżej wymienionego poziomu wykonywano trzy razy w ciągu uprawy (tj. w 24 roku 2 kwietnia, 5 lipca i 23 sierpnia oraz w 25 roku 25 kwietnia, 1 lipca i 22 sierpnia). Badaniami objęto dwa podbloki z dolistnym i bez dolistnego dokarmiania roślin. Rośliny dokarmiano dolistnie trzykrotnie (w 24 roku 3 kwietnia, 6 sierpnia i 24 sierpnia oraz w 25 roku 28 czerwca, 1 sierpnia i 23 sierpnia), używając kolejno: 2-procentowego roztworu mocznika, 1-procentowego roztworu nawozu wieloskładnikowego Supervit R i ponownie 2-procentowego roztworu mocznika. W obrębie podbloków wyróżniono obiekty z doglebowym nawożeniem różnymi formami azotu: kontrola (nienawożona azotem), Ca(NO 3 ) 2, NH 4 NO 3, (NH 4 ) 2 SO 4 i CO(NH 2 ) 2. W korzeniach spichrzowych marchwi oznaczono sumaryczną zawartość: związków karotenoidowych według PN-9/A-7511.12, związków fenolowych z użyciem odczynnika Folina i Ciocalteu a (Swain i Hillis 1959), cukrów rozpuszczalnych metodą antronową (Yemm i Wills 1954). Obliczenia statystyczne uzyskanych wyników przeprowadzono modułem ANOVA programu Statistica 6. PL dla α =,5. Bardziej szczegółowy opis metody prowadzenia badań przedstawiono w innej publikacji (Smoleń i in. 26). Wyniki i dyskusja Współdziałanie dokarmiania dolistnego z doglebowym nawożeniem azotem nie miało istotnego wpływu na sumaryczną zawartość związków karotenoidowych, cukrów rozpuszczalnych i związków fenolowych w marchwi (ryc. 1). mg 1 g -1 św.m. f.w. 4 3 2 1 a g 1 g -1 św.m. f.w. 6 5 4 3 2 1 Ryc. 1. Zawartość karotenoidów (a), cukrów rozpuszczalnych (b) i związków fenolowych (c) w korzeniach spichrzowych marchwi. 1 kontrola, 2 Ca(NO 3 ) 2, 3 NH 4 NO 3, 4 (NH 4 ) 2 SO 4, 5 CO(NH 2 ) 2, bez dokarmiania dolistnego, dokarmianie dolistne. Brak istotnego współdziałania dokarmiania dolistnego z nawożeniem na zawartość a), b) i c) Fig. 1. Content of carotenoids (a), soluble sugars (b) and phenolics compound (c) in carrot storage roots. 1 control, 2 Ca(NO 3 ) 2, 3 NH 4 NO 3, 4 (NH 4 ) 2 SO 4, 5 CO(NH 2 ) 2, without foliar nutrition, with foliar nutrition. No significant co-operation of foliar nutrition with fertilization on content of a), b) and c) b mg 1 g -1 św.m. f.w. 4 3 2 1 c
Wpływ formy azotu i dokarmiania dolistnego... 621 Nawożenie roślin (NH 4 ) 2 SO 4 i CO(NH 2 ) 2 przyczyniło się do istotnego zmniejszenia zawartości cukrów rozpuszczalnych w marchwi w porównaniu z roślinami nawożonymi Ca(NO 3 ) 2 z kontrolą. Rośliny nawożone Ca(NO 3 ) 2 charakteryzowały się istotnie mniejszą zawartością związków fenolowych w porównaniu z roślinami kontrolnymi oraz nawożonymi innymi nawozami azotowymi. Korzenie spichrzowe roślin kontrolnych (nienawożonych azotem) charakteryzowały się podobną zawartością związków karotenoidowych, jak korzenie roślin nawożonych poszczególnymi formami azotu nawozowego (tab. 1). Tabela 1 Zawartość karotenoidów, cukrów rozpuszczalnych i związków fenolowych w korzeniach spichrzowych marchwi w zależności od nawożenia i dokarmiania dolistnego Content of carotenoids, soluble sugars and phenolics compound in the carrot storage roots concerning soil fertilization and foliar nutrition Forma nawozu N-form Suma karotenoidów Total carotenoids Suma cukrów rozpuszczalnych Total soluble sugars (mg 1 g -1 św.m. mg 1 g -1 f.w.) Suma fenoli Total phenolics compound średnie dla nawożenia means for fertilization Kontrola Control 3,2 4 95,68 3,15 Ca(NO 3 ) 2 26,88 4 894,4 18,51 NH 4 NO 3 27,85 4 612,58 3,28 (NH 4 ) 2 SO 4 29,42 4 176,15 28,9 CO(NH 2 ) 2 29,18 4 415,6 27,68 NIR (dla nawożenia) LSD (for fertilization) Dokarmianie dolistne Foliar nutrition Bez dokarmiania dolistnego Without foliar nutrition Dokarmianie dolistne With foliar nutrition NIR (dla dokarmiania) LSD (for foliar nutrition) n.i. n.s. 449,437 6,888 średnie dla dokarmiania dolistnego means for foliar nutrition 29,23 4 781,1 25,73 28,11 4 438,54 28,48 n.i. n.s. 284,249 n.i. n.s. Dokarmianie dolistne spowodowało istotne zmniejszenie zawartości cukrów, nie miało natomiast wpływu na zawartość związków karotenoidowych i fenolowych w marchwi (tab. 1).
622 S. Smoleń, W. Sady Uzyskano inne wyniki badań niż Rożek i in. (2), którzy wykazali, iż odkarmianie dolistne (mocznikiem, Mikrovitem-R lub Supervitem-R), w połączeniu ze zróżnicowaną dawką nawozów azotowych, w większości przypadków spowodowało wzrost zawartości karotenoidów w marchwi, a także zwiększenie lub zmniejszenie zawartości związków fenolowych w marchwi w poszczególnych obiektach doświadczenia. Szlak metaboliczny redukcji siarczanów w roślinach wykorzystuje energię powstającą w procesie fotosyntezy (Marschner 1995). Najmniejszą zawartość cukrów w marchwi nawożonej (NH 4 ) 2 SO 4 można tłumaczyć tym, że te rośliny, pobierając dodatkowe ilości SO 4-2, musiały, najprawdopodobniej, znacznie więcej energii, powstającej w procesie fotosyntezy, przeznaczyć na redukcję siarczanów, zamiast na syntezę cukrów. Wnioski 1. Nie stwierdzono istotnego wpływu współdziałania dokarmiania dolistnego z nawożeniem doglebowym azotem na zawartość związków karotenoidowych, cukrów rozpuszczalnych i związków fenolowych w marchwi. 2. Nawożenie roślin (NH 4 ) 2 SO 4, CO(NH 2 ) 2 spowodowało zmniejszenie zawartości cukrów rozpuszczalnych w marchwi w porównaniu z roślinami nawożonymi Ca(NO 3 ) 2 oraz z kontrolą. Rośliny nawożone Ca(NO 3 ) 2 zawierały najmniej związków fenolowych. 3. Nawożenie różnymi formami azotu nie miało wpływu na zawartość związków karotenoidowych w marchwi. 4. Dokarmianie dolistne przyczyniło się do zmniejszenia zawartości cukrów rozpuszczalnych, nie miało natomiast wpływu na zawartość związków karotenoidowych i fenolowych w marchwi. Literatura Gębski M. (1998): Czynniki glebowe oraz nawozowe wpływające na przyswajanie metali ciężkich przez rośliny. Post. Nauk Roln. 5: 3-16. Magkos F., Arvaniti F., Zampelas A. (26): Organic food: buying more safety or just peace of mind? A critical review of the literature. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 46: 23-56. Marschner H. (1995): Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press, London. Rożek S., Sady W., Kasprzyk A. (2): Wpływ pozakorzeniowego dokarmiania roślin na wielkość i jakość plonu marchwi. Zesz. Nauk. AR Krak. 364, Ses. Nauk. 71: 159-162. Smoleń S., Wojciechowska R., Sady W., Szura A. (26): Wpływ formy azotu nawozowego i dokarmiania dolistnego na plon i gospodarkę azotową korzeni spichrzowych marchwi (Daucus carota L.). Acta Agrophis. 7, 3, 134: 721-732. Swain T., Hillis W.E. (1959): Phenolic constituents of Prunus domestica. I. Quantitative analysis of phenolic constituents. J. Sci. Food Agric. 1: 63-71. Yemm E.W., Wills A.J. (1954): The estimation of carbohydrates in plant extracts by antrone. Biochem. J. 57: 58-514.
Wpływ formy azotu i dokarmiania dolistnego... 623 THE EFFECT OF NITROGEN FERTILIZER AND FOLIAR NUTRITION ON THE CONTENT OF CAROTENOIDS, SOLUBLE SUGARS AND PHENOLIC COMPOUNDS IN CARROT Summary The pot experiment on cultivation of carrot Kazan F 1 was conducted in 24-25. The research comprised two sub-blocks with and without foliar nutrition. The plants received foliar nutrition thrice: with 2% urea solution, with 1% solution of Supervit R multicomponent fertilizer and again with 2% urea solution. Soil treatment with nitrogen applied within the sub-blocks comprised: control (unfertilized with nitrogen), Ca(NO 3 ) 2, NH 4 NO 3, (NH 4 ) 2 SO 4 and CO(NH 2 ) 2. Both foliar nutrition and fertilization with (NH 4 ) 2 SO 4 decreased concentrations of soluble sugars in carrot. The storage roots of plants fertilized with Ca(NO 3 ) 2, contained the least amount of phenolic compounds. Foliar nutrition did not have any influence on phenolic compound content in carrot. Neither foliar fertilization nor treatment with NH 4 NO 3, (NH 4 ) 2 SO 4 or CO(NH 2 ) 2 affected carotenoid concentrations.