Рослинництво та ґрунтознавство

Хімічний склад золи рослин цикорію коренеплідного (Cichorium intybus L.) залежно від рівня врожайності

Олег Васильович Ткач, Василь Іванович Овчарук, Олег Васильович Овчарук, Богдан Мазуренко, Марцін Нємєц
Завантажити статтю
Анотація

Світова практика вирощування цикорію коренеплідного неефективна для українських фенотипових форм сортів, оскільки маса та форма коренеплоду, а також накопичення зольних елементів у рослині відмінне від сучасних форм. Мета роботи полягала у встановленні особливостей накопичення основних зольних макро- та мікроелементів у коренеплоді та листкові масі цикорію коренеплідного сорту Уманський-99 з врахуванням різного фону мінерального живлення, розміру коренеплодів та рівнів урожайності. Дослідження було проведене в умовах Хмельницької державної сільськогосподарської дослідної станції інститутукормів та сільського господарства Поділля НААН України. Листкова маса (черешки та листкова пластинка) та коренеплоди попередньо озолювалися, а потім в золі визначався вміст калію, фосфору, кальцію, магнію,натрію та комплексу мезо- і мікроелементів (Ba, Si, Fe, Mn, Al, Cu, B, Cr, Zn, Co) за допомогою спектрографа,або з застосуванням стандартизованих методів. Вміст досліджуваних мікроелементів у листках, коренях тачерешках становив в межах від 1×10-4 до 1×10-2 %. Питомий виніс елементів живлення для формування 8,1 т/гасухої речовини коренів та відповідної кількості побічної продукції становив 216,6 кг/га азоту, 79,6 кг/га фосфору,277,9 кг/га калію, 92,7 кг/га кальцію, 88 кг/га магнію та 109,3 кг/га натрію. Значна частина макроелементів акумулювалася у листковій масі, тому близько 60-84 % винесених елементів поверталося в ґрунт призароблянні листкової маси. Встановлено, що хімічний склад золи різнорозмірних та різноурожайних коренеплодів різниться. Вміст фосфору та калію у коренеплодах за середнього рівня врожайності найнижчий серед досліджених проб, а при високій врожайності суттєво перевищує низьковрожайні. Отже, для оптимального виносу елементів живлення при вирощуванні цикорію коренеплідного для отримання товарних коренів слід розробляти систему удобрення на рівень середньої врожайності, що дозволить зменшити питомий винос фосфору та калію. Практична цінність отриманих результатів полягає висвітленні особливостей виносу основних макроелементів рослинами цикорію коренеплідного, що є основою длярозробки ефективної системи удобрення на високу планову урожайність та вибору стратегії використання побічної продукції (листкової маси), як джерела іммобілізованих азоту, фосфору та калію

Ключові слова

озолення вегетативних органів, різноякісність коренеплодів, спектрограма, форми азоту

ЦИТУВАТИ
Tkach, O., Ovcharuk, V., Ovcharuk, O., Mazurenko, B., & Niemiec, M. (2022). Chemical composition of chicory root ash (Cichorium intybus L.)depending on the yield level. Plant and Soil Science, 13(2), 35-44. https://doi.org/10.31548/agr.13(2).2022.35-44
Використані джерела

[1] Bondarenko, Y., Bilyk, O., Bondar, V., & Lukyanenko, K. (2018). Research on influence of inulin made from chicory on the quality of wheat bread. Technology Audit and Production Reserves, 3(3(41), 50-54. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.134979.

[2] Cooper, P.D., Rajapaksha, K.H., Barclay, T.G., Ginic-Markovic, M., Gerson, A.R., & Petrovsky, N. (2015). Inulin crystal initiation via a glucose-fructose cross-link of adjacent polymer chains: Atomic force microscopy and static molecular modelling. Carbohydrate polymers, 117, 964-972. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.10.022.

[3] Redondo-Cuenca, A., Herrera-Vázquez, S.E., Condezo-Hoyos, L., Gómez-Ordóñez, E., & Rupérez, P. (2021). Inulin extraction from common inulin-containing plant sources. Industrial Crops and Products, 170, article number 113726. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113726.

[4] Chikkerur, J., Samanta, A.K., Kolte, A.P., Dhali, A., & Roy, S. (2020). Production of short chain fructo-oligosaccharides from inulin of chicory root using fungal endoinulinase. Applied Biochemistry and Biotechnology, 191(2), 695-715. https://doi.org/10.1007/s12010-019-03215-7.

[5] Jurgoński, A., Milala, J., Juśkiewicz, J., Zduńczyk, Z., & Król, B. (2011). Composition of chicory root, peel, seed and leaf ethanol extracts and biological properties of their non-inulin fractions. Food Technology and Biotechnology, 49(1), 40-47.

[6] Shoaib, M., Shehzad, A., Omar, M., Rakha, A., Raza, H., Sharif, H.R., Shakeel, A., Ansari, A., & Niazi, S. (2016). Inulin: Properties, health benefits and food applications. Carbohydrate Polymers, 147, 444-454. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.04.020.

[7] Tkach, O.V. (2019). Features of the chicory root crops mass formation depending on the mineral nutrition. Scientific Papers of the Institute of Bioenergy Crops and Sugar Beet, 27, 77-83. https://doi.org/10.47414/np.27.2019.211163.

[8] Cichota, R., McAuliffe, R., Lee, J., Minnee, E., Martin, K., Brown, H.E., Moot, D.J., & Snow,  V.O. (2020). Forage chicory model: Development and evaluation. Field Crops Research, 246, article number 107633. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2019.107633.

[9] Lenz, G.L., Loss, A., Lourenzi, C.R., de Alcantara Lopes, D.L., de Matos Siebeneichler, L., & Brunetto, G. (2021). Common chicory production in aquaponics and in soil fertilized with aquaponic sludge. Scientia Horticulturae, 281, article number 109946. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.109946.

[10] Jan, G., Kahan, M., Ahmad, M., Iqbal, Z., Afzal, A., Afzal, M., Shah, G., Majid, A., Fiaz, M., Zafar, M., Waheed, Z., & Gul, F. (2011). Nutritional analysis, micronutrients and chlorophyll contents of Cichorium intybus L. Journal of Medicinal Plants Research, 5(12), 2452-2456. https://doi.org/10.5897/JMPR.9000940.

[11] Nwafor, I.C., Shale, K., & Achilonu, M.C. (2017). Chemical composition and nutritive benefits of chicory (Cichorium intybus) as an ideal complementary and/or alternative livestock feed supplement. The Scientific World Journal, article number 7343928. https://doi.org/10.1155/2017/7343928.

[12] Zarroug, Y.O., Abdelkarim, A., Dorra, S.T., Hamdaoui, G., Felah, M.E., & Hassouna, M. (2016). Biochemical characterization of tunisian Cichorium intybus L. roots and optimization of ultrasonic inulin extraction. Mediterranean Journal of Chemistry, 6(1), 674-685. https://doi.org/10.13171/mjc61/01611042220-zarroug.

[13] Khalaf, H.A., El-Saadani, R.M., El-Desouky, A., Abdeldaiem, M.H., & Elmehy, M.E. (2018). Antioxidant and antimicrobial activity of gamma-irradiated chicory (Cichorium intybus L.) leaves and roots. Journal of Food Measurement and Characterization, 12(3), 1843-1851. https://doi.org/10.1007/s11694-018-9798-0.

[14] García-Herrera, P., Sánchez-Mata, M.C., Cámara, M., Fernández-Ruiz, V., Díez-Marqués, C., Molina, M., & Tardío, J. (2014). Nutrient composition of six wild edible Mediterranean Asteraceae plants of dietary interest. Journal of Food Composition and Analysis, 34(2), 163-170. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2014.02.009.

[15] Saeed, M., Abd El-Hack, M.E., Alagawany, M., Arain, M.A., Arif, M., Mirza, M.A., Naveed, M., Chao, S., Sarwar, M., Sayab, M., & Dhama, K. (2017). Chicory (Cichorium intybus) herb: Chemical composition, pharmacology, nutritional and healthical applications. International Journal of Pharmacology, 13(4), 351-360. https://doi.org/10.3923/ijp.2017.351.360.

[16] Stökle, K., Hülsemann, B., Steinbach, D., Cao, Z., Oechsner, H., & Kruse, A. (2021). A biorefinery concept using forced chicory roots for the production of biogas, hydrochar, and platform chemicals. Biomass Conversion and Biorefinery, 11(5), 1453-1463. https://doi.org/10.1007/s13399-019-00527-w.

[17] Harrington, K.C., Thatcher, A., & Kemp, P.D. (2006). Mineral composition and nutritive value of some common pasture weeds. New Zealand Plant Protection, 59, 261-265. https://doi.org/10.30843/nzpp.2006.59.4414.

[18] Rosa, R.H., de Oliveira Lopes, A.H., do Nascimento, V.A., de Arruda, A.L.A., de Souza, I.D., da Silva, A.F., & Júnior, M.A.F. (2017). First determination of mineral composition of the leaf Chicory (Cichorium intybus L.) used in human nourishment in the Midwest of Brazil and comparasion with dietary reference intakes for children and adults. International Archives of Medicine, 10. https://doi.org/10.3823/2420.

[19] Abbas, Z.K., Saggu, S., Sakeran, M.I., Zidan, N., Rehman, H., & Ansari, A.A. (2015). Phytochemical, antioxidant and mineral composition of hydroalcoholic extract of chicory (Cichorium intybus L.) leaves. Saudi Journal of Biological Sciences, 22(3), 322-326. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2014.11.015.

[20] DSTU 4289:2004 “Soil quality. Methods of determining organic matter”. (2005). Kyiv: State Standard of Ukraine.

[21] DSTU 8402:2015 “Products of fruit and vegetable processing. Refractometric method of determining the content of soluble solids”. (2015). Kyiv: State Standard of Ukraine.

[22] DSTU 7169:2010 “Fodder, compound feed, compound feed raw materials. Methods of determining the content of nitrogen and crude protein”. (2011). Kyiv: State Standard of Ukraine.

[23] Wilkins, K.A., Matthus, E., Swarbreck, S.M., & Davies, J.M. (2016). Calcium-mediated abiotic stress signaling in roots. Frontiers in Plant Science, 7, article number 1296. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.01296.

[24] Farhat, N., Elkhouni, A., Zorrig, W., Smaoui, A., Abdelly, C., & Rabhi, M. (2016). Effects of magnesium deficiency on photosynthesis and carbohydrate partitioning. Acta Physiologiae Plantarum, 38(6), 1-10. https://doi.org/10.1007/ s11738-016-2165-z.

[25] Gransee, A., & Führs, H. (2013). Magnesium mobility in soils as a challenge for soil and plant analysis, magnesium fertilization and root uptake under adverse growth conditions. Plant and Soil, 368(1), 5-21. https://doi.org/10.1007/ s11104-012-1567-y.

[26] Guo, W., Chen, S., Hussain, N., Cong, Y., Liang, Z., & Chen, K. (2015). Magnesium stress signaling in plant: Just a beginning. Plant Signaling & Behavior, 10(3), article number 992287. https://doi.org/10.4161/15592324.2014.992287.

[27] Başaran, U., Akkbik, M., Mut, H., Gülümser, E., Çopur Doğrusöz, M., & Koçoğlu, S. (2018). High-performance liquid chromatography with refractive index detection for the determination of inulin in chicory roots. Analytical Letters, 51(1-2), 83-95. https://doi.org/10.1080/00032719.2017.1304952.

[28] Fageria, N.K. (2003). Plant tissue test for determination of optimum concentration and uptake of nitrogen at different growth stages in lowland rice. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 34(1-2), 259-270. https://doi.org/10.1081/CSS-120017430.

[29] Sharma, L.K., & Bali, S.K. (2017). A review of methods to improve nitrogen use efficiency in agriculture. Sustainability, 10(1), article number 51. https://doi.org/10.3390/su10010051.

[30] Hefner, M., Labouriau, R., Nørremark, M., & Kristensen, H.L. (2019). Controlled traffic farming increased crop yield, root growth, and nitrogen supply at two organic vegetable farms. Soil and Tillage Research, 191, 117-130. https://doi.org/10.1016/j.still.2019.03.011.

[31] Barzegari, M., Sepaskhah, A.R., & Ahmadi, S.H. (2017). Irrigation and nitrogen managements affect nitrogen leaching and root yield of sugar beet. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 108(2), 211-230. https://doi.org/10.1007/s10705-017-9853-y.