Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCLXXXIII (2007) ANDRZEJ KALISZ WPŁYW ZRÓŻNICOWANYCH DAWEK AZOTU NA PLONOWANIE I WARTOŚĆ ODŻYWCZĄ KAPUSTY PEKIŃSKIEJ * Z Katedry Warzywnictwa z Ekonomiką Ogrodnictwa Akademii Rolniczej im. Hugona Kołłątaja w Krakowie ABSTRACT. The effect of different nitrogen doses on the yield and chemical composition of Chinese cabbage was evaluated. The lowest yield (total and marketable) was obtained with application rate of 20 kg N ha -1. No significant effect of nitrogen doses on an average head weight was found. The highest content of dry weight and L-ascorbic acid was observed when plants were fertilized with 60 kg N ha -1. The increment of N dose was associated with the increase of nitrates and total N in Chinese cabbage heads. The plants in the treatment with the highest amount of nitrogen (100 kg N ha -1 ) had the highest level of thiocyanates. There were no significant differences in the content of soluble sugar and crude fiber among the experimental objects. Key words: Brassica pekinensis, nitrogen fertilization, yield, quality Wstęp Kapusta pekińska należy do warzyw o krótkim okresie wegetacji, wytwarzających w szybkim tempie dużą biomasę, stąd wymagania pokarmowe są dla tego gatunku duże (Daly i Tomkins 1995). Ze względu na ważną rolę azotu w żywieniu roślin podejmuje się próby poszukiwania zależności pomiędzy wielkością dawki tego składnika a plonowaniem warzyw (Chen i in. 2004, Krężel i Kołota 2004) czy ich składem chemicznym (Venter 1983, Guttormsen 1996, Wang i Li 2004). Określenie optymalnego poziomu nawożenia azotem ma duże znaczenie, gdyż zarówno jego nadmiar, jak i niedobór może powodować niepożądane skutki (Felczyński i in. 2004). Celem niniejszej pracy było oszacowanie wpływu zróżnicowanych dawek azotu na plonowanie oraz skład chemiczny kapusty pekińskiej. * Pracę wykonano w ramach projektu badawczego nr 3 P06R 112 24 finansowanego przez Komitet Badań Naukowych w latach 2003-2006. Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: 511-515 Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007 PL ISSN 0137-1738
512 A. Kalisz Materiał i metody W doświadczeniu, prowadzonym w latach 2003-2005 na terenie stacji doświadczalnej Mydlniki AR w Krakowie, wykorzystano kapustę pekińską (Brassica pekinensis (Lour.) Rupr.) odmiany Yamiko F 1 (Seminis Vegetable Seeds). Rośliny uprawiano w rozstawie 40 35 cm, z rozsady przygotowanej w 96-komórkowych tacach VEFI (wysiew III dekada lipca, sadzenie połowa sierpnia). Doświadczenie zlokalizowano na glebie brunatnej właściwej, wykształconej z pyłu ilastego. Nawożenie fosforowopotasowe oraz wapniowe przeprowadzono w celu uzyskania poziomu 60 mg P, 200 mg K i 1500 mg Ca w 1 dm 3 gleby. Przedwegetacyjnie zastosowano 100 kg N ha -1, natomiast czynnikiem doświadczenia było zróżnicowane nawożenie pogłówne azotem (w dawkach 20, 60 i 100 kg N ha -1 ). Dawkę największą podzielono na dwie równe części (po 50 kg). Zasilanie azotem przeprowadzono po około 10 dniach od sadzenia, drugą część dawki największej dostarczono po 20 dniach od sadzenia. W trakcie wegetacji kapustę pekińską w miarę potrzeby nawadniano oraz chroniono przed patogenami i chwastami. Zbiory rozpoczęto pod koniec września, a zakończono w drugiej i trzeciej dekadzie października. W czasie zbiorów oceniono plonowanie, uwzględniając masę i liczbę zebranych główek. W materiale roślinnym oznaczono suchą masę (metodą suszarkową), cukry rozpuszczalne (metodą antronową), włókno surowe (Jermakov 1972), kwas L-askorbinowy (metodą Tillmansa), tiocyjaniany (Johnston i Jones 1966) oraz azotany (metodą kadmową) i azot ogólny (metodą Kjeldahla). Zamieszczone w tabelach lub na rycinach wyniki zestawiono jako średnią z trzech lat badań. Obliczenia statystyczne wykonano za pomocą programu STATISTICA (Stat- Soft Inc., USA), posługując się metodą analizy wariancji przy α = 0,05 (test Tukeya HSD). Średnie oznaczone tymi samymi literami w poszczególnych wierszach tabeli nie różnią się istotnie między sobą. Wyniki i dyskusja Wpływ dawek azotu na plonowanie kapusty pekińskiej przedstawiono w tabeli 1. Rośliny nawożone pogłównie dawką 20 kg N ha -1 wydały plon ogólny statystycznie najmniejszy. Plon handlowy kapusty pekińskiej przy tej dawce azotu okazał się również najmniejszy, wynosząc średnio 73,52 t ha -1. W pozostałych obiektach doświadczenia plon ten był istotnie większy o 5,16 t ha -1 (60 kg N ha -1 ) i 5,49 t ha -1 (100 kg N ha -1 ). Liczba zebranych główek handlowych kapusty pekińskiej nie zależała od stosowanych dawek azotu, aczkolwiek nieznacznie mniej tych główek wytworzyły rośliny najsłabiej nawożone. Wraz ze zwiększaniem ilości dostarczanego azotu zwiększała się średnia masa główki handlowej, nie zostało to jednak potwierdzone statystycznie. Zwiększenie plonu kapusty pekińskiej w wyniku intensywnego nawożenia azotem uzyskali Venter (1983), Guttormsen (1996), Felczyński i in. (2004) oraz Wang i Li (2004). Niewielki wpływ zróżnicowanych dawek azotu na plon handlowy kapusty pekińskiej zaobserwowali Krężel i Kołota (2004). Należy podkreślić, że zwiększenie plonu jest uzależnione od wzrastających dawek azotu, lecz tylko do pewnej granicy, powyżej której wielkość plonu nie ulega znaczącym zmianom, a nawet może się zmniejszać (Chen i in. 2004, Felczyński i in. 2004).
Wpływ zróżnicowanych dawek azotu na plonowanie... 513 Plonowanie kapusty pekińskiej w zależności od zastosowanej dawki azotu Yielding of Chinese cabbage as affected by different nitrogen doses Tabela 1 Plon ogólny Total yield Plon handlowy Marketable yield Parametr Parameter Średnia masa główki Average weight of head Nawożenie azotowe Nitrogen fertilization (kg N ha -1 ) 20 60 100 t ha -1 79,73 a 83,31 b 84,11 b roślin ha -1 69 196 a 70 685 b 70 685 b plants ha -1 t ha -1 73,52 a 78,68 b 79,01 b roślin ha -1 61 756 a 64 732 a 63 244 a plants ha -1 kg 1,19 a 1,22 a 1,25 a Średnie w poszczególnych wierszach oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie na poziomie α = 0,05. Means in individual rows followed by the same letter are not significantly different at the level α = 0.05. W tabeli 2 przedstawiono parametry dotyczące składu chemicznego kapusty pekińskiej w zależności od stosowanych dawek azotu. Najwięcej suchej masy stwierdzono w kapuście pekińskiej nawożonej dawką 60 kg N ha -1, natomiast najmniej przy nawożeniu 20 kg N ha -1 (różnica bezwzględna między tymi obiektami wynosiła 0,15% św.m.). Gromadzenie cukrów rozpuszczalnych i włókna surowego przez kapustę pekińską nie zależało od nawożenia. Największą ilość kwasu L-askorbinowego zaobserwowano w roślinach nawożonych 60 kg N ha -1, istotnie mniejsze ilości tego składnika zawierały rośliny, którym dostarczono 100 i 20 kg N ha -1 (odpowiednio o 2,37 i 1,73 mg 100 g -1 św.m.). Najwięcej tiocyjanianów akumulowała kapusta pekińska, której zaaplikowano 100 kg N ha -1, a różnice w stosunku do obiektów nawożonych dawką 60 i 20 kg N ha -1 wynosiły odpowiednio 4,50 i 3,15 μg KSCN g -1 św.m. Ilość azotanów w roślinach przy największym nawożeniu azotowym wynosiła średnio 1784,5 mg NO 3 kg -1 św.m., istotnie mniej azotanów stwierdzono w obiekcie 60 kg N ha -1, a najmniej u roślin nawożonych 20 kg N ha -1, u których wartość ta odbiegała w stosunku do największej uzyskanej o 329,8 mg NO 3 kg -1 św.m. Zawartość azotu w kapuście pekińskiej zwiększała się, jednak istotność różnic zaobserwowano jednak tylko pomiędzy wartościami skrajnymi. Nawożenie zróżnicowanymi dawkami azotu prowadzi na ogół do modyfikacji składu chemicznego roślin. Najczęściej są opisywane zmiany w zawartości azotanów, przy czym często obserwowano skłonność kapusty pekińskiej do znacznego ich gromadzenia (Venter 1983, Staugaitis i Starkuté 1999). Ilość azotu dostarczonego roślinom wpływa nie tylko na poziom azotanów, lecz także decyduje o zawartości wielu innych składników odżywczych (Venter 1983, Guttormsen 1996, Chen i in. 2004). Należy jednak dodać, że niektóre dane literaturowe świadczą o nieznacznym oddziaływaniu nawożenia azotowego na wartość biologiczną warzyw (Gurgul i Kołota 1980).
514 A. Kalisz Wpływ dawek azotu na skład chemiczny kapusty pekińskiej The effect of nitrogen doses on chemical composition of Chinese cabbage Tabela 2 Parametr Parameter Sucha masa (% św.m.) Dry weight (% f.w.) Cukry rozpuszczalne (% św.m.) Soluble sugar (% f.w.) Włókno surowe (% s.m.) Crude fiber (% d.w.) Kwas L-askorbinowy (mg 100 g -1 św.m.) L-ascorbic acid (mg 100 g -1 f.w.) Tiocyjaniany (μg KSCN g -1 św.m.) Thiocyanates (μg KSCN g -1 f.w.) Azotany (mg NO 3 kg -1 św.m.) Nitrates (mg NO 3 kg -1 f.w.) Azot ogólny (% s.m.) Total nitrogen (% d.w.) Nawożenie azotowe Nitrogen fertilization (kg N ha -1 ) 20 60 100 4,30 a 4,45 c 4,39 b 1,55 a 1,52 a 1,54 a 11,01 a 10,79 a 11,16 a 18,54 a 20,27 b 17,90 a 20,61 a 19,26 a 23,76 b 1 454,7 a 1 590,6 b 1 784,5 c 2,93 a 3,05 ab 3,22 b Średnie w poszczególnych wierszach oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie na poziomie α = 0,05. Means in individual rows followed by the same letter are not significantly different at the level α = 0.05. Wnioski 1. Stwierdzono istotny wzrost plonu ogólnego i handlowego kapusty pekińskiej po zastosowaniu azotu w ilości 60 i 100 kg N ha -1 w stosunku do roślin nawożonych dawką 20 kg N ha -1. 2. Najwięcej suchej masy i kwasu L-askorbinowego zawierała kapusta pekińska, której dostarczono 60 kg N ha -1, natomiast największe ilości tiocyjanianów uzyskano przy nawożeniu azotem w wysokości 100 kg N ha -1. 3. Wraz ze zwiększeniem się dawki azotu stwierdzono wzrost zawartości azotanów i azotu ogólnego w główkach kapusty pekińskiej. 4. Nawożenie nie wpłynęło w znaczący sposób na zawartość cukrów rozpuszczalnych i włókna surowego w kapuście pekińskiej.
Wpływ zróżnicowanych dawek azotu na plonowanie... 515 Literatura Chen Q., Li X., Horlacher D., Liebig H.-P. (2004): Effects of different nitrogen rates on openfield vegetable growth and nitrogen utilization in the North China plan. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 35, 11-12: 1725-1740. Daly P., Tomkins B. (1995): Production and postharvest handling of Chinese cabbage (Brassica rapa var. pekinensis). RIRDC Publ. 97, 1: 41. Felczyński K., Adamicki F., Felczyńska A. (2004): Wpływ zróżnicowanego nawożenia azotem na plonowanie i trwałość przechowalniczą kapusty pekińskiej. Veg. Crops News 39: 55-66. Gurgul E., Kołota E. (1980): Wpływ nawożenia azotem i magnezem na skład chemiczny kapusty głowiastej i włoskiej. Zesz. Nauk. AR Szczec. 24, 85: 15-24. Guttormsen G. (1996): The effect of nitrogen fertilization on yield, quality, and storage ability of chinese cabbage. Norsk Landbruksforsking 10, 3-4: 189-197. Jermakov A.J. (1972): Metody biochimiczeskogo issledovanija rastenii. Izdatelstvo Kolos, Leningrad: 468-475. Johnston T.D., Jones D.I.H. (1966): Variations in the thiocyanate content of kale varieties. J. Sci. Food. Agric. 17: 70-71. Krężel J., Kołota E. (2004): Wpływ nawożenia azotowego na plonowanie i wartość biologiczną kapusty pekińskiej uprawianej z siewu na zbiór jesienny. Fol. Univ. Agric. Stetin 239, 95: 197-200. Staugaitis G., Starkuté R. (1999): Dependence of Chinese cabbage yield and its quality on growing season. Hortic. Veg. Grow. 18, 3: 58-65. Venter F. (1983): Nitrate content of Chinese cabbage. Gartenbauwissenschaft 48: 9-12. Wang Z., Li S. (2004): Effects of nitrogen and phosphorus fertilization on plant growth and nitrate accumulation in vegetables. J. Plant Nutr. 27, 3: 539-556. THE EFFECT OF DIFFERENT NITROGEN DOSES ON YIELDING AND NUTRITIVE VALUE OF CHINESE CABBAGE Summary This study was carried out in the years 2003-2005 on the effect of different nitrogen fertilization on the yield and chemical composition of field-grown Chinese cabbage produced for autumn harvests. All experimental plots were initially fertilized with 100 kg N ha -1 before transplanting. Additionally, the following doses of nitrogen were applied during vegetation period: 20, 60, and 100 kg N ha -1. The lowest total yield was obtained at the lowest tested nitrogen dose of 20 kg N ha -1. The results demonstrated that increasing nitrogen rates increased the marketable yield on average by 5.16 t ha -1 (60 kg N ha -1 ) and 5.49 t ha -1 (100 kg N ha -1 ) in comparison to 20 kg N ha -1. However, the number of Chinese cabbage plants suitable for trading and the average weight of marketable heads were statistically similar. The highest content of dry weight and L-ascorbic acid was noted in Chinese cabbage fertilized with 60 kg N ha -1 (4.45% f.w. and 20.27 mg 100 g -1 f.w., respectively). It was also observed that the nitrogen dose of 100 kg N ha -1 caused the highest accumulation of thiocyanates (23.76 μg KSCN g -1 f.w.). The nitrates and total N accumulation in Chinese cabbage continuously increased with N rate - from 1454.7 mg NO 3 kg -1 f.w. and 2.93% d.w. (20 kg N ha -1 ) to 1784.5 mg NO 3 kg -1 f.w. and 3.22% d.w. (100 kg N ha -1 ). The soluble sugar and crude fiber content was not significantly influenced by nitrogen fertilization.