Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Zakład dchemii iirolniczej ZRÓWNOWAŻONE ROLNICTWO A JAKOŚĆ PŁODÓW ROLNYCH Jan Łabętowicz, Wojciech Stępień 1
Zagadnienia wykładu Jakość co to jest Jakość roślin a przeznaczenie surowców roślinnych Czynniki wpływające na jakość plonów roślin Nawożenie a jakość roślin Wpływ nawożenia na jakość wybranych gatunków roślin
JAKOŚĆ ogół cech i właściwości usługi lub wyrobu służących do zaspokojenia stwierdzonych lub przewidywanych potrzeb. ORIENTACJA NA ORIENTACJA ORIENTACJA NA PRODUKT NA PROCES SPRZEDAŻ PRODUKCJI na poziomie surowca rolniczego na poziomie gospodarstwa lub zakładu przetwórstwa społeczna koncepcja jakości
Właściwości odżywcze Właściwości organoleptyczne Właściwości higieniczne Właściwości funkcjonalnotechniczne SZCZEGÓŁOWE PARAMETRY I WSKAŹNIKI CECHY ZEWNĘTRZNE PRODUKTÓW; ; wielkość barwa, zapach kształt it SKŁAD CHEMICZNY PRODUKTÓW ZWIĄZKI MINERALNE KORZYSTNE (p, Mg,Ca) oraz niekorzystne (azotany, metale ciężkie Związki organiczne pożądane ż (białko, skrobia, witaminy itd.) oraz szkodliwe (pozostałości pestycydów)
WARUNKI KLIMATYCZNE CZYNNIK GENETYCZNY WIEK J A K O Ś Ć P L O N Ó W R O Ś L I N WARUNKI GLEBOWE AGROTECHNIKA OCHRONA ROŚLIN NAWOŻENIE
Względność kryteriów, jakości plonów roślin PRZEZNACZENIE OCENA WARTOŚCI KONSUMPYJNEJ OCENA WARTOŚCI TECHNOLOGICZNEJ OCENA WARTOŚCI PASZOWEJ
ODBIORCA PŁODÓW ROLNYCH OKRESLA PARAMETRY JAKOŚCIOWE ZALEŻNE OD PRZEZNACZENIA SPEŁNIENIE WYMOGÓW JAKOŚCI JEST WARUNKIEM OPŁACALNEJ PRODUKCJI WSPÓLCZEŚNIE O JAKOŚCI DECYDUJE WŁAŚCIWY DOBÓR ODMIANY, KTÓRA STANOWI JEDYNIE POTENCJALNE N RAMY WYRAŻAJĄCE ZESPÓŁ PORZĄDANYCH CECH MOŻLIWYCH DO ZREALIZOWANIA W OPTYMALNYCH WARUNKACH WZROSTU I ODŻYWIANIA ROŚLIN W RAMACH OKRESLONYCH PRZEZ CECHY ODMIANOWE ROLNIK MUSI TAK KRZTAŁTOWAĆ ŚRODOWISKO POLA ABY ZAPISANE W GENOTYPIE ODMIANY POŻĄDANE CECHY JAKOŚCIOWE MOGŁY SIĘ JAK NAJPEŁNIEJ ZREALIZOWAĆ
Rola tradycyjnych narzędzi kształtowania plonów w rolnictwie zrównoważonym wobec postępu biologicznego i ulega zmniejszeniu i? NIE O O Wymaga większej niż w rolnictwie tradycyjnym precyzji w stosowaniu tak, aby pożądane cechy, jakości plonu po wynikające z genotypu mogły się w pełni zrealizować
STOSOWANIE NAWOZÓW Główny czynnik plonotwórczy XXw. Kształtowanie cech jakościowych kś Skutki środowiskowe Nawóz właściwie zastosowany Nawóz niewłaściwie zastosowany DOSKONAŁE NARZĘDZIE KSZTAŁTOWANIA JAKOŚCI PLONU ZNACZNE POGORSZENIE JAKOŚCI PLONU
Wpływ nawożenia azotem na plon i jakość roślin jakość plon plon, jakość ć 2. 1 3.
S G G W Wpływ nawożenia na jakość plonu bezpośredni Na cechy użytkowe plonu pośredni Poprawa właściwości gleby: Zasobność w składniki pokarmowe Odczyn gleby Zawartość substancji organicznej W ł ś d i ż i j t ól i i t t Wpływ pośredni nawożenia jest szczególnie istotny na glebach lekkich
Wpływ nawożenia na plon i jakość w zależności od jakości gleby Plon Plo on roślin lub cec cha jako ościowa Gleba ciężka Gleba lekka Cecha jakościowa Dawka nawozów azotowych
S G G W Wpływ różnych pierwiastków ilość i jakość plonów na ilość ć i jakość ć plonu Dz ziałanie dodat nie ujemne Metale ciężkie makroelementy mikroelementy Dawka lub stężenie
S G G W Nawożenie potasem a zawartość azotanów w użytkowych częściach roślin gleba
Zmiany natężenia niektórych procesów metabolicznych w roślinach spowodowane odo wysokim nawożeniem azotowym % w s.m. 6 5 N NH3 kwas ketoglutar 4 3 2 1 0 C 0 50 100 150 200 kg N/ha Cykl Krepsa cukry glutamina nikotyna alkaloidy tropanowe kwas mewalonow glikoalkaloidy
Kierunki użytkowania ziarna zbóż Przemysł Przemysł Pasza dla młynarski fermentacyjny zwierząt Mąka Kasza Makaron Spirytus browarnictwo Mieszanki paszowe Wartość Zawartość Zawartość wypiekowa białka og. białka og. Wartość Zawartość Wartość przemiałowa węglowodanów pokarmowa białka
Cecha Składnik pokarmowy N P K Mg S Zboża chlebowe Plon ziarna ++ + + + + Zawartość białka (glutenu) ++ + + + + Rozpływalność glutenu +/- +/- +/- Objętość chleba + + Zboża paszowe Plon ziarna ++ + + + + Zawartość białka ++ + + + + Zawartość aminokwasów egzogennych - + + + Zboża browarne Plon ziarna ++ + + + + MTZ i wyrównanie ziarniaków +/- + + Ekstraktywność +/- ++ duży dodatni wpływ; + dodatni wpływ; - ujemny wpływ Źródło: wg różnych autorów
Wpływ nawożenia azotem na jakość ziarna pszenicy Wpływ nawożenia azotem na cechy przemiałowe ziarna pszenicy (średnia dla 10 odmian) Cecha Dawka azotu, kg N ha -1 90 120 150 180 Zawartość białka, % 11,3 11,7 12,5 12,7 Liczba opadania, s 215 217 214 204 Zawartość glutenu, % 27,9 30,0 32,2 33,7 Rozpływalność, mm 2,19 2,37 2,60 2,79 Wodochłonność maki, % 68,4 69,2 70,4 71,1 Rozmiękczenie ciasta, B.U. 34,0 31,5 26,9 25,1 Wskaźnik sedymentacji 26,6 28,9 30,4 31,3 Rezystencja ciasta 5,57 6,12 8,00 8,45 Wartość walorymetryczna 60,9 62,5 67,5 68,4 Źródło: Stankowski i in. 2008
Zawartość aminokwasów w ziarnie pszenicy ozimej mg/1g N w zależności od dawek azotu (wg Tuchołki i Lehmana). Dawki azotu w kg N/ha Aminokwasy 0 80 160 Egzogenne 1864 1762 1615 w tym: Lizyna Metionina 139 67 120 60 100 50 Endogenne 3120 3155 3230 % białka 13,2 14,3 16,1
Wpływ ł nawożenia ż fosforem f na wybrane parametry oceny jakościowej ziarna pszenicy ozimej Cecha Dawki fosforu, kg ha -1 0 40 60 Plon ziarna, t ha -1 4,4 5,8 6,2 Masa tysiąca ziarna, g 43,2 42,9 43,2 Zawartość glutenu, % 23,22 27,6 29,22 Rozpływalność glutenu, 6 5 4 mm Plon glutenu, t ha -1 1,01 1,60 1,83 Źródło: Potarzycki 2003
Wpływ nawożenia siarką na wybrane parametry oceny yjakościowej j ziarna pszenicy Cecha Nawożenie siarką -S + S Białko ogółem, % 12,9 13,3 Szklistość ziarniaków, % 3,7 4,2 Zawartość glutenu, % 22,9 23,6 Porowatość miękiszu 72,7 75,6 chleba, % Objętość chleba, cm 3 293 334 Źródło: Podleśna i in. 2003
Cechy ziemniaków dla różnych kierunków użytkowania Konsumpcja pj Przetwórstwo Przemysł spożywczy y i pasze przemysłowe - wielkość i kształt bulw - dużo ż suchej masy - - dużo suchej masy dużo białka - dużo skrobi - dużo witaminy C - dobre przechowywanie - dobre wartości kulinarne - nie ciemniejący miąższ - zawartość suchej masy - wielkość bulw - zawartość białka - nie ciemniejący miąższ
Wpływ podstawowego nawożenia NPK na ważniejsze cechy jakościowe ziemniaków wg Martina i Pawela: Cechy jakościowe Wielkość bulw Zawartość suchej masy Zawartość skrobi Zawartość białka Zawartość aminokwasów egzogennych Zawartość witaminy C Straty w czasie eprzechowywania a Sypkość po ugotowaniu Ciemnienie po ugotowaniu Ciemnienie w czasie suszenia Składniki pokarmowe N P K ++ - 0,- ++ +,0 0 - - -,0-0 0 0 0,+ 0 0 0 0,+ + - +,0,- +,0 0 +,0 + 0,+ 0,+ + oddziaływanie: + korzystne, ++ bardzo korzystne, - niekorzystne, 0 brak wpływu
Nawożenie azotem a jakość ziemniaków Dynamika wzrostu zawartości różnych form azotu w bulwach ziemniaka w zależności od dawki azotu 20 Za awartość azotu (g kḡ 1 ) Zaw wartość azo otanów (m mg%) 16 12 8 N-ogółem N-białkowy NNO3 N-NO3 4 0 50 100 150 200 250 Dawka azotu, kg N ha -1 Źródło: Ciećko i in. 1994
Nawożenie azotem a jakość ziemniaków Zawartość wybranych związków organicznych w bulwach ziemniaka w zależności od dawki azotu Dawka N Cukry Solanina Kwas Witamina Kwas (kg ha -1 ) redukujące (mg%) chlorogenowy C cytryno- (mg% wy (% świeżej (mg 100-1 świeżej (%) masy) g) masy) 0 --- 22,9 4,9 15,4 0,53 40 0,24* 0,36 23,5 5,0 15,9 0,50 80 0,26 0,32 25,6 5,2 15,2 0,44 120 0,23 0,39 26,7 5,5 14,7 0,43 160 0,22 0,44 28,1 5,9 14,0 0,42 200 0,25 0,41 29,6 6,1 13,6 0,41 * Odmiana nie reagująca Źródło: wg różnych autorów
Ciemnienie bulw surowych Związki Fenolowe (tyrozyna) utlenianie Barwniki melaninowe oksydaza polifenolowa Związki Fenolowe (kwas chlorogenowy) Ciemnienie bulw ugotowanych + Fe Ciemne związki kompleksowe Cukry redukujące Duże ż dawki N Kwas cytrynowy Kwas askorbinowy Nawożenie potasem
Dawka nawozu potasowego a jakość ziemniaków Wpływ dawek potasu na zawartość cukrów redukujących i jakość frytek Źródło: Rogozińska 2002
Wpływ składników mineralnych na jakość korzeni buraka cukrowego Cecha Składnik pokarmowy N P K Mg Na Plon korzeni ++ + ++ + + Zawartość cukru - + + + - Zawartość N-αaminowego Zawartość potasu w korzeniach ++ + -/+ -/+ + ++ Zawartość sodu w korzeniach ++ Straty cukru do melasy + + Plon cukru białego ++/- + + + + ++ duży dodatni wpływ; + dodatni wpływ; - ujemny wpływ Źródło: wg różnych autorów
Zawartość azotu niebiałkowego - wolne aminokwasy -amidy Ich wysoka zawartość utrudnia krystalizację cukru Nawożenie N zwiększa Zawartość N niebiałkowego zmniejsz a Nawożenie K W nawożeniu ważny jest stosunek N : K
Wpływ nawożenia potasem, sodem i magnezem na plon i jakość korzeni buraka cukrowego Plon cukru u, t ha -1 Plon cukru Straty cukru 11,0 2,6 10,5 10,0 9,5 9,0 8,5 Polaryzacja w korzeniach: 15,83% 16,04% 16,13% 13% 15,97% 9,3 245 2,45 9,7 245 2,45 9,9 2,39 9,8 2,42 2,5 2,4 Straty cuk kru, % 80 8,0 kontrola K (140) K+Na+Mg (140+12+24) K+Na+Mg (140+12+51) 23 2,3 Wariant, kg składnika na 1 ha Źródło: Barłóg i in. 2002
Cecha Składnik pokarmowy N P K Mg S Oleiste (rzepak ozimy) Plon nasion ++ + + + +/- Zawartość tłuszczu - +/- +/- + +/- Zawartość białka ++ + + + + Zawartość glukozynolanów + + Plon tłuszczu ++ + + + + ++ duży dodatni wpływ; + dodatni wpływ; - ujemny wpływ Źródło: wg różnych autorów
Wpływ nawożenia azotem na jakość plonu rzepaku Zawartość glukozynolanów w zależności od dawki nawozu azotowego ny, mg kḡ g 1 Glu ukozynolan 22 20 18 16 14 12 13,6 18,0 19,0 19,9 10 8 0 40 60 80 Dawka azotu, kg N ha -1 Źródło: Ahmad i in. 2007
Wpływ nawożenia potasem i magnezem na plon i zawartość tłuszczu w rzepaku Plon nasion Zawartość tłuszczu 35 3,5 55 a -1 Plon na asion, t ha 3,0 2,5 2,0 45 35 25 Zawartoś ść tłuszczu u, % 1,5 0 200 KCl 200 KCl+Mg Rodzaj i dawka nawozu, kg K ha -1 15 Źródło: Orlovius 1998
SPOSOBY ZAPEWNIENIA JAKOŚCI PLONU W NAWOŻENIU MINERALNYM WSPÓLDZIAŁANIE NAWOŻENIA MINERALNEGO I ORGANICZNEGO TERMINY STOSOWANIA NAWOZÓW ZAPEWNIENIE RÓWNOWAGI SKŁADNIKÓW W NAWOZENIU ROLA MIKROELEMENTÓW W ZRÓWNOWAZONYM ROLNICTWIE
Dziękuję za uwagę!