ZESZYTY PROBLEMOWE POST^POW NAUK ROLNICZYCH 2004 z. 502: 577-582 ZAWARTOSC MIKROELEMENTOW W ROSLINACH ZEN-SZENIA PI^CIOLISTNEGO {Panax quinquefolium L.) W KOLEJNYCH CZTERECH LATACH WEGETACJI Barbara Kotodziej ^, Jacek Antonkiewicz ^ 1 Katedra Roslin Przerayslowych i Leczniczych, Akademia Rolnicza w Lublinie 2 Katedra Chemii Rolnej, Akademia Rolnicza im. H. KoHqtaja w Krakowie Wst^p Zen-szen pi^ciolistny (f. Araliaceae) jest wieloletniq roslinq leczniczq pochodzqcq z mieszanych lasow wschodniej cz^sci Ameryki Poinocnej. Jego korzenie, zawieraj^ce bogatq gam^ skladnikow mineralnych i zwi^zkow organicznych, sposrod ktorych najwi^ksze znaczenie przypisuje siq nalezqcym do saponin triterpenowych - ginsenozydom, stosowane sq jako surowiec o wlasciwosciach tonizujqcych, stymuluj^cych system immunologiczny, antystresowych, antydiabetycznych, przeciwnowotworowych oraz przeciwdzialaj^cych starzeniu si^ [BERBEC, DZIEDZIC 1996; PROCTOR 1996]. W ostatnim czasie zen-szen pi^ciolistny wprowadzono do uprawy polowej w Kanadzie, USA, Chinach, Australii, Francji, Anglii, Holandii a takze w Polsce [Li 1995; DAVIS 1997]. W dostqpnej literaturze brak kompleksowych danych na temat skladu chemicznego poszczegolnych czqsci morfologicznych tej rosliny w kolejnych latach wegetacji. KHWAJA i in. [1984] stwierdzili jedynie zwi^kszanie si^ zawartosci wapnia, magnezu, manganu, boru i siarki w korzeniach od drugiego do czwartego roku uprawy oraz gromadzenie najwi^kszej ilosci boru, molibdenu, cynku i manganu w czteroletnich lisciach zen-szenia. Z kolei KONSLER i SHELTON [1990] zanotowali zwi^kszenie si^ zawartosci miedzi i zelaza, a zmniejszenie - manganu i cynku w miarq zwi^kszania nawozenia wapniowego. IVIateriat i metody W latach 1997-2001 w Krasnymstawie na piasku gliniastym lekkim pylastym przeprowadzono doswiadczenie polowe w celu okreslenia zawartosci niektorych skladnikow mineralnych (Zn, Cu, Fe, Mn, Ni) w poszczegolnych czqsciach morfologicznych roslin zen-szenia (liscie, lodygi, nasiona, korzenie) w kolejnych czterech latach wegetacji. Zawartosc wybranych skladnikow mineralnych w glebie pobranej wiosnq 2001 r. (ph^ci - 6,57) z poszczegolnych obiektow dosv.'iadczalnych, oznaczono po uprzedniej ekstracji w 1 mol HCl-dm-^, zachowuj^c stosunek gleba : roztwor 1 : 1 i zamieszczono w tabeli 1.
578 B. Kolodziej, J. Antonkiewicz Tabela 1; Table 1 Zawartosc mikroeleraentow w glebie z poszczegolnych obiektow doswiadczalnych The contents of chosen microelements in soil of particular experimental objects Lata mg-kg-i s.m. gleby; mg-kg-i DM soil Years Cu Zn Mn Fe Ni I 4,64 49,05 191 701 0,66 II 3,50 45,60 165 550 0,54 III 3,86 17,55 150 573 0,66 IV 6,23 34,75 141 550 0,43 Nasiona zeii-szenia amerykanskiego {Panax quinquefolium L.) wysiewano co roku (1997, 1998, 1999 i 2000 r.) jesieni^, na poletkach o powierzchni 4 m^, dziqki czemu w 2001 r. na obiektach doswiadczalnych znajdowaly si^ rosliny jednoroczne, dwu-, trzy- i czteroletnie. Rosliny rosly pod sztucznym (75%) zacienieniem, a bezposrednio po siewie plantacja mulczowana byta slom^ owsianq, pozostaj^c^ przez caly okres wegetacji roslin (w miar^ potrzeby wymienian^). Zabiegi uprawowe prowadzono w sposob zgodny z zaleceniami dla zen-szenia amerykanskiego [Production... 2001]. Pod koniec wegetacji (wrzesien 2001 r.) okreslono plony roslin z jednostki powierzchni, a po wysuszeniu w temperaturze do 38 C i mineralizacji materiahi roslinnego na sucho oznaczono zawartosc wybranych mikroelementow w poszczegolnych cz^sciach morfologicznych roslin zen-szenia metody ICP-AES (inductively coupled plasma - atomowej spektofotometrii emisyjnej opartej na palniku indukcyjnym wzbudzonej plazmy). Wyniki i dyskusja Plonowanie zen-szenia amerykanskiego byto zroznicowane w kolejnych czterech latach wegetacji (tab. 2). Tabela 2; Table 2 Plony cz^sci nadziemnej, korzeni oraz nasion zeri-szenia amerykanskiego (gm-^) w kolejnych latach wegetacji Yields of aboveground parts, roots and seeds (gm-^) of American ginseng in following vegetation years Wyszczegolnienie; Specification Plon nasion; Seed yield Pow. sucha masa czqsci nadziemnej Air dried matter of aboveground parts Pow. sucha masa korzeni Air dried matter of roots Wiek roslin; Plants age I II III IV - 11,9 36,7 56,8 15,5 87,5 204,6 285,1 1,4 26,9 47,7 50,9 Najnizsze plony zarowno cz^sci nadziemnych jak i korzeni otrzymano w przypadku roslin jednorocznych. W kolejnym roku uprawy zebrano niemal dwudziestokrotnie wi^ksze plony korzeni oraz szesciokrotnie wi^ksz^ ilosc masy nadziemnej w porownaniu z pierwszym rokiem uprawy a takze pozyskano pierwsze plony nasion. W trzecim roku wegetacji roslin pozyskano prawie dwukrotnie wi^ksze
ZAWARTOSC MIKROELEMENTOW W ROSLINACH ZEN-SZENIA 579 plony korzeni oraz todyg i lisci oraz trzykrotnie wyzsze plony nasion w stosunku do roku poprzedniego. W ostatnim z badanych lat uprawy polowej zen-szenia uzyskano najwyzsze plony cz^sci nadziemnych i podziemnych z jednostki powierzchni (byly one odpowiednio o 39% w przypadku cz^sci nadziemnych, o 54% w przypadku nasion i tylko o 7% w przypadku korzeni wiqksze w porownaniu z rokiem poprzednim). Wydaje si^ zatem, ze dopiero w tym roku uprawy ekonomicznie uzasadnione jest przeprowadzanie zbiorow surowca. Tabela 3; Table 3 Zawartosc mikroelementow w poszczegolnych cz^sciach morfologicznych roslin zeri-szenia amerykanskiego w kolejnych czterech latach wegetacji The contents of microelements in particular morphological parts of American ginseng in following vegetation years Wyszczegolnienie mg-kg-i s.m.; mg-kg- DM Specification Cu Zn Mn Fe Ni I 4,49 47,9 41,2 288,6 1,7 Liscie II 3,43 82,1 148,3 252,0 3,83 Leaves III 3,16 61,2 149,7 268,7 2,05 Lodygi Stems Nasiona Seeds IV 3,78 39,3 88,8 173,3 1,19 II III 4,35 1,99 109,7 26,8 46,9 34,6 69,3 44,1 2,00 IV 1,63 18,3 21,0 27,3 1,17 II III 3,89 4,50 38,6 35,2 20,3 19,4 36,1 38,4 IV 6,58 33,7 16,9 34,8 0,71 1,87 0,66 0,69 I 4,09 20,6 35,7 209,1 1,94 Korzenie II 3,76 28,1 41,8 78,5 1,81 Roots III 2,77 14,6 29,5 46,3 1,32 IV 2,07 12,6 27,3 50,1 1,29 W doswiadczeniu stwierdzono zroznicowanq zawartosc badanych mikroelementow w poszczegolnych cz^sciach morfologicznych roslin oraz glebie w kolejnych czterech latach wegetacji (tab. 1, 3). Generalnie, niezaleznie od wieku roslin najwi^kszq Uosc cynku, manganu i zelaza gromadzily liscie, zas miedzi - nasiona i liscie zeri-szenia. Podobnie KHWAJA i in [1984] zanotowali najwi^ksz^ ilosc manganu oraz cynku w lisciach zeri-szenia amerykariskiego, zas w przypadku zeriszenia wlasciwego - Panax ginsneg C.A. MEYER najwi^ksze ilosci zelaza gromadzily kl^cza i liscie, manganu - liscie, miedzi - liscie i ogonki lisciowe, zas cynku - korzenie [LEE i in. 1980]. Najmniej badanych skladnikow (za wyj^^tkiem miedzi) gromadzily organy generatywne roslin - nasiona, korzenie zas cechowaly si^ sredni^ zasobnosciq w badane skladniki. Nieco inne wyniki otrzymali KHWAJA i in. [1984], ktorzy najwi^kszq ilosc miedzi i zelaza zanotowali w organach podziemnych zeri-szenia; stwierdzone roznice mogq bye spowodowane odmiennymi warunkami glebowymi. W doswiadczeniu zanotowano wzrost zawartosci miedzi i ntklu i jednoczesnie obnizenie zawartosci cynku w nasionach zeri-szenia w miar starzenia si^ roslin. W przypadku czqsci podziemnych roslin, ktore s^ tradycyjnie uznawane za surowiec leczniczy, obserwowano zas zmniejszanie si^ zawartosci
580 B. Kotodziej, J. Antonkiewicz miedzi i niklu w miarq uplywu kolejnych lat wegetacji roslin. Najwiqcej cynku i manganu gromadzily korzenie w drugim roku uprawy, w kolejnych latach, zarowno w glebie jak i korzeniach, notowano systematyczny spadek zawartosci tych pierwiastkow (tab. 1, 3). W pierwszym roku wegetacji rosliny zen-szenia nie produkuj^ nasion i tworz^ krotki ogonek zakonczony trojlistkowym lisciem zlozonym, dlatego tez w omawianym roku okreslono wyt^cznie zasobnosc lisci oraz korzeni w badane skladniki. W eksperymencie nie zanotowano wyraznych tendencji w gromadzeniu wybranych mikroelementow w lisciach zeri-szenia w kolejnych latach uprawy. Natomiast najwi^ksz^ ilosc badanych skladnikow w lodygach zeri-szenia amerykariskiego notowano w drugim roku wegetacji, wraz ze starzeniem si^ roslin obserwowano znaczne obnizanie si^ ich zawartosci. Wnioski 1. W doswiadczeniu wykazano wzrost plonow roslin zeri-szenia w kolejnych latach uprawy, co sugeruje, ze czwarty rok wegetacji jest najbardziej polecany do przeprowadzania zbiorow tej rosliny. 2. Generalnie, niezaleznie od wieku roslin najwi^ksz^ ilosc cynku, manganu i zelaza gromadzily liscie, zas miedzi - nasiona i liscie zeri-szenia. Najmniej manganu zelaza i niklu stwierdzono zas w nasionach zeri-szenia amerykariskiego. 3. W doswiadczeniu obserwowano obnizanie si^ zawartosci mikroelementow w korzeniach zeri-szenia amerykariskiego w miar^ uplywu kolejnych lat wegetacji. 4. Najwi^ksz^ ilosc badanych skladnikow w lodygach zeri-szenia amerykariskiego notowano w drugim roku uprawy, wraz ze starzeniem si^ roslin ich zawartosc ulegala obnizeniu. Literatura BERBEC S., DZIEDZIC M. 1996. Uprawa zen-szenia amerykanskiego. Wyd. AR Lublin: 1-60. DAVIS J.M, 1997. Ginseng. A production guide for North Carolina. Extension Service 2/97-3M-JMG-270069: 1-11. Cooperation KHWAJA A., ROY R., ROUF M.A. 1984. Ginseng (Panax quinquefolium L.) plant tissue, roots and soil testing for fertilizer recommendations Proc. Sixth North American Ginseng Conf., University of Guelph, Guelph, Ontario, June 17-19: 116-138. KONSLER T.R., SHELTON J.E. 1990. Lime and phosphorus effects on American ginseng: I. Growth, soil fertility and root tissue nutrient status response. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 115(4): 570-574. LEE C.H., SHIM S.C., PARK H., HAN K.W. 1980. Distribution and relation of mineral nutrients in various parts of Korean ginseng (Panax ginseng CA. Meyer). Korean Ginseng Sci. 4(1): 55-64. Li T.S.C. 1995. Asian and American ginseng - a review. HortTechnology 5(1): 27-34.
ZAWARTOSC MIKROELEMENTOW W ROSLINACH ZEN-SZENIA. 581 PROCTOR J.T.A. 1996. Ginseng: old crop, new directions, in: Progress in new crops. J. Janick (ed.) ASHS Press, Arlington, VA: 565-577. Production recommendations for ginseng. Publ. 610. Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs. 2001. Queen's Printer for Ontario, Toronto, Canada: 1-88. Slowa kluczowe: zen-szeri amerykanski, Panax quinquefolium L., wiek roslin, zawartosc mikroelementow Streszczenie W latach 1997-2001 na piasku gliniastym lekkim pylastym przeprowadzono doswiadczenie polowe w celu okreslenia zawartosci niektorych mikroelementow (Zn, Cu, Fe, Mn i Ni) w poszczegolnych cz^sciach morfologicznych roslin zeriszenia (liscie, lodygi, nasiona, korzenie) w kolejnych czterech latach wegetacji. Oznaczeri ilosciowych dokonano metodq ICP-AES. W doswiadczeniu stwierdzono wzrost plonow roslin zeri-szenia w miar^ uplywu kolejnych lat wegetacji. Generalnie, niezaleznie od wieku roslin najwi^kszq ilosc cynku, manganu i zelaza gromadzily liscie, zas w miedzi - nasiona zeriszenia. Najmniej badanych skladnikow gromadzily nasiona. W doswiadczeniu wykazano zmniejszanie si^ zawartosci miedzi i niklu w korzeniach zeri-szenia amerykariskiego w miar^ uplywu kolejnych lat wegetacji. Natomiast najwi^cej cynku i manganu gromadzily korzenie w drugim roku uprawy. W miar^ starzenia si^ roslin notowano zwiqkszanie siq zawartosci miedzi i niklu a jednoczesnie zmniejszanie si^ zawartosci cynku w nasionach zeri-szenia. Najwi^kszq ilosc badanych skladnikow w lodygach zeri-szenia amerykariskiego stwierdzono w drugim roku uprawy, wraz ze starzeniem si^ roslin obserwowano wyrazne zmniejszenie si^ ich zawartosci. SOME MICROELEMENT CONTENTS IN AMERICAN GINSENG {Panax quinquefolium L.) PLANTS DURING FOUR FOLLOWING YEARS OF VEGETATION Barbara Kotodziej ^, Jacek Antonkiewicz ^ ^ Department of Industrial and Medicinal Plants, University of Agriculture, Lublin 2 Department of Agricultural Chemistry, Agricultural University, Krakow Key words: American ginseng, Panax quinquefolium L., plant age, microelement contents Summary Field experiment was carried out within 1997-2001 on light loamy sand, aiming at determination of chosen microelements content (Zn, Cu, Fe, Mn, Ni) in particular morphological parts of American ginseng (leaves, stems, roots and
582 B. Kolodziej, J. Antonkiewicz seeds) during following four years of vegetation. The quantitative analyses were performed using IC analyses P-AES method was carried out. The experiment showed slight increase of ginseng yields along with the plant ageing. Generally, apart from the plant's age, the highest amounts of Zn, Mn and Fe accumulated the leaves while Cu - the seeds of American ginseng. The lower amounts of microelements were found in ginseng seeds. Decrease of Cu and Ni content was observed in ginseng roots in following years of vegetation. The highest contents of Zn and Mn in roots was noted in the second vegetation year. Along with plants ageing an increase of Cu and Ni, at simultaneous decrease of zinc were observed in ginseng seeds. The highest amounts of examined microelements in ginseng stems were stated in the second year of cultivation; along with plants' ageing a decrease of their content was observed. Dr hab. Barbara Kotodziej Katedra Roslin Przemyslowych i Leczniczych Akademia Rolnicza ul. Akademicka 15 20-950 LUBLIN 1, skr. pocz. 158 e-mail: Barkol@agros.ar.lublin.pl