Genotype and environmental variability of chemical elements in potato tubers. Review article

• Autorzy: Sawicka B. , Noaema A.H. , Hameed T.S. , Skiba D.

Warianty tytułu

PL

Zmienność genotypowa i środowiskowa pierwiastków w bulwach ziemniaka. Artykuł przeglądowy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The scope of genetic variation in concentrations of minerals in potato tubers and effects of mineral fertilizers application, pesticides, growth regulators on the mineral content and the relationships of these elements in potato tubers, was analyzed. The study discussed the phenotypic variation range determined by genetic and environmental variability. The hypothesis presupposes that increased yields generated either by the application of mineral fertilizers and/or the use of cultivars with higher fertility may lead to a reduction in the concentration of minerals in potato tubers, was verified in the study.

PL

Na podstawie literatury przeprowadzono analizę zakresu zmienności genetycznej związanej ze stężeniem składników mineralnych w bulwach ziemniaka. Opisano skutki stosowania nawozów mineralnych na zawartość składników mineralnych oraz wzajemne stosunki tych pierwiastków w bulwach ziemniaka. Przeanalizowano zakres zmienności fenotypowej, determinowanej zmiennością genetyczną i środowiskową. Sprawdzano też hipotezę, że większe plony, wygenerowane albo przez aplikację nawozów mineralnych i/lub stosowanie odmian o wyższej plenności mogą doprowadzić do obniżenia stężenia składników mineralnych w bulwach ziemniaka.

Słowa kluczowe

EN

genotypic variability; environmental variability; element; potato tuber; tuber; biotic factor; fluctuation; ionic relation; macronutrient; microelement; Solanum

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Agricultura
• Rocznik: 2016
• Tom: 15
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.79-91,ref.

Twórcy

autor

Sawicka B.

• Department of Plant Production Technology and Commodity, University of Life Sciences in Lublin, Akademicka 15, 20-950 Lublin, Poland

autor

Noaema A.H.

• Al-Muthana University, Iraq

autor

Hameed T.S.

• University of Mosul, Mosul, Iraq

autor

Skiba D.

• University of Life Sciences in Lublin, Lublin, Poland

Bibliografia

• Allison, M.F., Fowler, J.H., Allen, E.J. (2001a). Responses of potato (Solanum tuberosum) to potassium fertilizers. J. Agr. Sci., 136, 407-426.
• Allison, M.F., Fowler, J.H., Allen, E.J. (2001b). Factors affecting the magnesium nutrition of potatoes (Solanum tuberosum) J. Agr. Sci., 137, 397-409.
• Andre, C.M., Ghislain, M., Bertin, P., Oufir, M., del Rosario Herrera, M., Hoffmann, L., Hausman, J.F., Larondelle, Y., Evers, D. (2007). Andean potato cultivars (Solanum tuberosum L.) as a source of antioxidant and mineral micronutrients. J. Agr. Food Chem., 55, 366-378.
• Bamberg, J.B., Palta, J.P., Peterson, L.A., Martin, M., Krueger, A.R. (1998). Fine screening potato (Solanum) species germplasm for tuber calcium. Amer. J. Potato Res., 75, 181-186.
• Broadley, M.R., White, P.J., Bryson, R.J., Meacham, M.C., Bowen, H.C., Johnson, S.E., Hawkesford, M.J., McGrath, S.P., Zhao, F.-J., Breward, N., Harriman, M., Tucker, M. (2006). Biofortification of UK food crops with selenium. Proc. Nutr. Soc. 65, 169-181.
• Broadley, M.R., White, P.J., Hammond, J.P., Zelko, I., Lux, A. (2007). Zinc in plants. New Phytol., 173, 677-702.
• Casañas Rivero, R., Suárez Hernández, P., Rodríguez Rodríguez, E.M., Darias Martín, J., Díaz Romero, C.D. (2003). Mineral concentrations in cultivars of potatoes. Food Chem. 83, 247-253.
• Davis, D.R. (2005). Trade-offs in agriculture and nutrition. Food Technol., 59, 120.
• Davis, D.R. (2006). Commentary on ‘Historical variation in the mineral composition of edible horticultural products’. J. Hort. Sci. Biotechnol., 81, 553-554.
• Davis, D.R., Epp, M.D., Riordan, H.D. (2004). Changes in USDA food composition data for 43 garden crops, 1950 to 1999. J. Amer. Coll. Nutr. 23, 669-682.
• Di Giacomo, F., Del Signore, A., Giaccio, M. (2007). Determining the geographic origin of potatoes using mineral and trace element content. J. Agr. Food Chem., 55, 860-866.
• Dietary Reference Intakes (DRIs): Estimated Average Requirements 2014. https://iom.nationalacademies.org/~/media/Files/Activity%20Files/Nutrition/DRIs/5_Summary%20Table%20Tables%201-4.pdf.
• Ereifej, K.I., Shibli, R.A., Ajlouni, M.M., Hussein, A. (1998). Mineral contents of whole tubers and selected tissues of ten potato cultivars grown in Jordan. J. Food Sci. Technol., 35, 55-58.
• Fangmeier, A., De Temmerman, L., Black, C., Persson, K., Vorne, V. (2002). Effects of elevated CO2 and/or ozone on nutrient concentrations and nutrient uptake of potatoes. Eur. J. Agron., 17, 353-368.
• Food Standards Agency (2007). FSA nutrient and food based guidelines for UK institutions. http://www.food.gov.uk/sites/default/files/multimedia/pdfs/nutrientinstitution.pdf.
• Garvin, D.F., Welch, R.M., Finley, J.W. (2006). Historical shifts in the seed mineral micronutrient concentration of US hard red winter wheat germplasm. J. Sci. Food Agr., 86, 2213-2220.
• Gembarzewski, H., (2000). Stan i tendencje zmian zawartości mikroelementów w glebach i roślinach z pól produkcyjnych w Polsce. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 471, 171-179.
• Graham, R.D., Welch, R.M., Bouis, H.E. (2001). Addressing micronutrient malnutrition through enhancing the nutritional quality of staple foods, Principles, perspectives and knowledge gaps. Adv. Agron., 70, 77-142.
• Gugała, M., Zarzecka, K. (2011). Effect of insecticides on phosphorus and potassium content in tubers of three potato cultivars. J. Elementol., 16(1), 43-50.
• Karlsson, B.H., Palta, J.P., Crump, P.M. (2006). Enhancing tuber calcium concentration may reduce incidence of blackspot bruise injury in potatoes. HortScience, 41, 1213-1221.
• Mayer, A.M. (1997). Historical changes in the mineral content of fruits and vegetables. Br. Food J., 99, 207-211.
• Mazurczyk, W., Lis, B. (2001). Variation of chemical composition of tubers of potato table cultivars grown under deficit and axcess of water. Pol. J. Food Nutr. Sci., 10(2), 27-30.
• Randhawa, K.S., Sandhu, K.S., Kaur, G., Singh, D. (1984). Studies of the evaluation of different genotypes of potato (Solanum tuberosum L.) for yield and mineral contents. Qual. Plant., 34, 239-242.
• Rexen, B. (1976). Studies of protein of potatoes. Potato Res., 19, 189-202.
• Rocha, F.A.T., Fontes, P.C.R., Fontes, R.L.F., Reis, F.P. (1997). Critical phosphorus concentrations in potato plant parts at two growth stages. J. Plant Nutr., 20, 573-579.
• Rudzińska-Mękal, B., Mikos-Bielak, M., (2000). Wpływ regulatorów wzrostu na zawartość mikroelementów w bulwach ziemniaka. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 471, 505-51.
• Sawicka, B. (1991). Studia nad zmiennością wybranych cech oraz degeneracją różnych odmian ziemniaka, w rejonie bialskopodlaskim. Rozpr. Nauk.,141, Wyd. AR Lublin.
• Sawicka, B. (2000). Następczy wpływ stosowania defoliacji na zawartość magnezu i wapnia w bulwach ziemniaka. Biul. Magnezol., 5(4), 326-333.
• Sawicka, B. (2016). Magnesium deficiencies and excesses in the national diet on the example of potato. [In:] Magnesium in agriculture, ed. K. Pyrzyńska, ed. MALAMUT, www.malamut.pl [in Polish].
• Sawicka, B., Mikos-Bielak, M. (1995). An attempt to evaluate the fluctuation of chemical composition of potato tubers in changing conditions of arable field. Papers of Problems Progress of Agricultural Sciences, 419, 95-102.
• Sawicka, B., Barbaś, P., Skiba, D. (2016). Fluctuations of sodium, copper, zinc, iron and manganese in potato tubers in the organic and integrated production system. J. Elem., 21(1).
• Seiler, G.J., Campbell, L.G., (2004). Genetic Variability for Mineral Element Concentrations of Wild Jerusalem Artichoke Forage. Crop Sci., 44, 289-292.
• Seiler, G.J., Campbell, L.G., (2006). Genetic variability for mineral concentration in the forage of Jerusalem artichoke cultivars. Euphytica, 150, 281-288.
• Tekalign, T., Hammes, P.S. (2005). Growth and productivity of potato as influenced by cultivar and reproductive growth. II. Growth analysis, tuber yield and quality. Sci. Hort., 105, 29-44.
• Tian, J., Chen, J., Ye, X., Chen, S. (2016). Health benefits of the potato affected by domestic cooking: A review. Food Chemistry, 202, 165-175.
• Trehan, S.P., Sharma, R.C. (2003). External phosphorus requirement of different potato (Solanum tuberosum) cultivars resulting from different internal requirements and uptake efficiencies. Indian J. Agr. Sci., 73, 54-56.
• USDA (2012). The USDA National Nutrient Database for Standard Reference. https://ndb.nal.usda.gov.
• Van Marle, J.T., Van Dijk, C., Voragen, A.G.J., Biekman, E.S.A. (1994). Comparison of the cooking behaviour of the cultivars Nicola and Irene with respect to pectin breakdown and the transfer of ions. Potato Res., 37, 183-195.
• Welch, R.M., Graham, R.D. (2002). Breeding crops for enhanced micronutrient content. Plant Soil, 245, 205-214.
• White, P.J., Broadley, M.R. (2003). Calcium in plants. Ann. Bot. (Lond.), 92, 487-511.
• White, P.J., Broadley, M.R. (2005). Biofortifying crops with essential mineral elements. Trends Plant Sci., 10, 586-593.
• White, P.J., Broadley, M.R., Hammond, J.P., Thompson, A.J. (2005). Optimising the potato root system for phosphorus and water acquisition in low-input growing systems. Aspects App. Biol., 73, 111-118.
• WHO (2015). Dietary recommendations/Nutritional requirements. http://www.who.int/nutrition/topics/nutrecomm/en/.
• Wszelaki, A.L., Delwiche, J.F., Walker, S.D., Liggett, R.E., Scheerens, J.C., Kleinhenz, M.D. (2005). Sensory quality and mineral and glycoalkaloid concentrations in organically and conventionally grown redskin potatoes (Solanum tuberosum) J. Sci. Food Agr., 85, 720-726.
• Wyszkowski, M. (2001). Wpływ magnezu na kształtowanie plonów i wzajemnych relacji między niektórymi jonami w roślinach. Wyd. UWM, Rozprawy i monografie, 52, 1-92.
• Zarzecka, K. (2004). Zawartość żelaza i manganu w bulwach ziemniaka w zależności od sposobów zwalczania chwastów. Acta Sci. Pol. Agricultura, 3(1), 165-173, www.agricultura.acta.utp.edu.pl.
• Zarzecka, K., Gugała, M., Gąsiorowska, B., Makarewicz, A. (2002). Fluktuacja magnezu i wapnia w bulwach ziemniaka pod wpływem stosowania herbicydów i ich mieszanek. J. Elementol., 7(4), 309-315.
• Zarzecka, K., Gugała, M., Baranowska, A., Dołęga, H., Sikorska, A. (2016). Concentrations of copper, zinc and manganese in potato tubers under the influence of herbicides. J. Elem., 21(1), 259-267. DOI: 10.5601/jelem.2015.20.2.868.
• Zimnoch-Guzowska, E., Gołebiewska, M. (2011). Wykorzystanie biotechnologii przez polską hodowlę roślin. Biul. IHAR, 259, 121-129.
• Żołnowski A.C. 2013. Studia nad zmiennością plonowania i jakością ziemniaka jadalnego (Solanum tuberosum L.) w warunkach zróżnicowanego nawożenia mineralnego. UWM Olsztyn, Rozprawy i Monografie, 191, ISBN 978-83-7299-832-3.