Effect of plant biostimulation with Pentakeep V fertilizer and nitrogen fertilization on the content of macro- and micronutrients in spinach

• Autorzy: Smolen S , Sady W.

Warianty tytułu

PL

Wplyw biostymulacji roslin nawozem Pentakeep V oraz nawozenia azotem na zawartosc makro- i mikroskladnikow w szpinaku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the research was to determine the influence of foliar nutrition with Pentakeep V as well as differentiated nitrogen fertilisation on the content of macro- (Ca, K, Mg, Na, P and S) and micronutrients (B, Cu, Fe, Mn and Zn) in spinach leaves. Pentakepp V is a fertilizer containing 5-aminolevulinic acid (5-ALA), which is the direct precursor of chlorophyll in plants. In 2006-2007, a pot experiment with spinach Spinacia oleracea L. cv. Spinaker F1 was carried out. The plants were cultivated in 60 × 40 × 20 cm containers placed in an open field under a shade-providing fabric. Containers were filled with loamy clay soil (35% of sand, 28% silt, 37% clay) with the organic matter content of 2.44% in 2006 and 2.52% in 2007. The experiment design included 2 sub-blocks: with and without foliar nutrition. The plants were sprayed twice with Pentakeep V fertilizer in a dose of 0.02% w/v (16 ml 100 dm–3 – 3000 dm3 per 1 ha). In each sub-block, soil fertilization with nitrogen was applied: 1 – control (without N fertilization), 2 – 25 mg N dm–3 of the soil (50% of N dose), 3 – 50 mg N dm–3 of the soil (100% of N dose). Nitrogen fertilization was applied in the form of ammonium nitrate prior to seed sowing. Among all of the determined nutrients, a significant interaction between foliar nutrition and soil application of nitrogen was observed in the case of Ca and Fe content in spinach leaves. Foliar application of Pentakeep V decreased the content of Ca in plants without N fertilization as well as increased the amount of this element in plants fertilized with full dose of nitrogen (100% of N dose). These observations were further verified by the changes of Ca content in soil after plant cultivation. Increased uptake of Ca from soil was observed for plants treated with Pentakeep V and fertilized with the full dose of nitrogen. A higher content of this element in soil was noted after cultivation of plants receiving only Pentakeep V (without N fertilization). Specific interaction of Pentakeep V on the increased content of Fe in spinach fertilized with 50% dose of N was observed. In comparison with the control, N fertilization in both doses (regardless of the foliar nutrition) led to the decrease of the plant content of Ca, Na and Fe as well as resulted in the increased concentration of K in spinach leaves. Plants fertilized with half-dose of N were characterized by lower content of Mn but plants treated with 100 % of nitrogen had higher concentration of this element in comparison to the control. Foliar application of Pentakeep V (considered independently of N fertilization) did not significantly influence the content of these nutrients in spinach leaves. Weather conditions throughout both years of cultivation had no effect on the interaction between foliar nutrition with Pentakeep V and N fertilization on the content of analyzed nutrients.

PL

Celem badań było określenie wpływu dokarmiania dolistnego nawozem Pentakeep V oraz zróżnicowanego pod względem dawki nawożenia azotem na zawartość makro- (Ca, K, Mg, Na, P and S) i mikroskładników pokarmowych (B, Cu, Fe, Mn i Zn) w szpinaku. Nawóz Pentakeep V zawiera kwas 5-aminolewulinowy (5-ALA), który w roślinach jest m.in. bezpośrednim prekursorem cząsteczek chlorofilu. W latach 2006-2007 przeprowadzono doświadczenie wazonowe z uprawą szpinaku Spinacia oleracea L. Spinaker F1. Szpinak uprawiano w pojemnikach ażurowych o wymiarach 60×40×20 cm umieszczonych na terenie otwartym pod cieniówką. Pojemniki wypełniono gliną średnią pylastą (35% piasku, 28% pyłu i 37% iłu) zawierającą 2,44% i 2,52% materii organicznej odpowiednio w 2006 i 2007 roku. Badaniami objęto dwa podbloki z dolistnym i bez dolistnego dokarmiania roślin. Rośliny dokarmiano dolistnie dwukrotnie nawozem Pentakeep V w dawce 0,02% m/o (16 ml 100 dm–3 – stosując w przeliczeniu 3 000 dm3 wody na 1 ha. W obrębie podbloków zastosowano doglebowe nawożenie azotem: 1 – kontrola (nienawożona azotem), 2 – 25 mg N dm–3 gleby (50% dawki N), 3 – 50 mg N dm–3 gleby (100% dawki N). Nawożenie azotem zastosowano przedsiewnie w formie saletry amonowej. Spośród wszystkich oznaczonych pierwiastków istotny wpływ współdziałania dokarmiania dolistnego z doglebowym nawożeniem azotem stwierdzono jedynie w odniesieniu do zawartości Ca i Fe w szpinaku. W roślinach nienawożonych azotem dokarmianie dolistne Pentakeep V powodowało zmniejszenie zawartości Ca w szpinaku, w roślinach zaś nawożonych 100% dawką N zwiększenie. Wykazane zmiany zawartości Ca w szpinaku pod wpływem Pentakeep V i nawożenia azotem znajdują uzasadnienie w kierunku zmian zawartości tego pierwiastka w glebie wykazanych po zakończonej uprawie. Świadczą one (odpowiednio w przypadku kontroli i nawożenia 100% dawką N) o zmniejszonym i zwiększonym pobieraniu Ca z gleby przez rośliny dokarmiane dolistnie Pentakeep V. Wykazano specyficzne oddziaływanie Pentakeep V na zwiększenie zawartości Fe w roślinach szpinaku nawożonych 50% dawką N. W porównaniu z kontrolą nawożenie dwiema zastosowanymi dawkami azotu (rozpatrywane niezależnie od dokarmiania dolistnego) powodowało zmniejszenie zawartości Ca, Na i Fe, a wzrost zawartości K w szpinaku. Nawożenie 50% dawką N powodowało zmniejszenie zawartości Mn w szpinaku, a 100% dawką N zwiększenie. Zabieg dokarmiania dolistnego Pentakeep V, rozpatrywany niezależnie od nawożenia azotem, nie powodował istotnych zmian w zawartości badanych pierwiastków w szpinaku. Przebieg warunków klimatycznych w obydwu latach badań nie miał istotnego wpływu na oddziaływanie dokarmiania dolistnego Pentakeep V i nawożenia doglebowego azotem na zawartość badanych pierwiastków w szpinaku.

Słowa kluczowe

EN

plant biostimulation; Pentakeep V fertilizer; nitrogen fertilization; macronutrient content; micronutrient content; spinach; 5-aminolevulinic acid

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2010
• Tom: 15
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.343-353,fig.,ref.

Twórcy

autor

Smolen S

• University of Agriculture in Krakow, Al.29 listopada 54, 31-425 Krakow, Poland

autor

Sady W.

Bibliografia

• Adamec L. 2002. Leaf absorption of mineral nutrients in carnivorous plants stimulates root nutrient uptake. New Phytol., 155(1): 89-100.
• Awad M.A. 2008. Promotive effects of a 5-aminolevulinic acid-based fertilizer on growth of tissue culture-derived date palm plants (Phoenix dactylifera L.) during accłimatization. Sci. Hort., 118(1): 48-52.
• Barczak B., Majcherczak E., Kozera E. 2007. Effect of lupin extract and nitrogen fertilization on yiełd quality of celeriac. Veg. Crops Res. Bull., 66: 59-68.
• Hotta Y., Tanaka T., Takaoka H., Takeuchi Y., Konnai M. 1997. Promotive effects of 5-aminolevulinic acid on the yield of several crops. Plant Growth Reg., 22(2): 109-114.
• Jurkowska H., Wiśniowska-Kielian B., Wojciechowicz T. 1981. Wpływ formy i dawki azotu na zawartość makro i mikroelementów w roślinach. Cz. I. Makroelementy. [The effect of the form of nitrogen and its dose on the content of macro- and micronutrients in plants. Part I. Macronutrients.]. Acta Agr. Silv., Ser. Agr., 20: 107-120.
• Memon S.A., Hou X., Wang L., Li Y. 2009. Promotive effect of 5-aminolevulinic acid on chlorophyll, antioxidative enzymes and photosynthesis of Pakchoi (Brassica campestris ssp. chinensis var. communis Tsen et Lee). Acta Physiol. Plant., 31: 51-57.
• Pasławski P., Migaszewski Z.M. 2006. The quality of element determinations in plant materials by instrumentał methods. Part I. Pol. J. Environ. Stud., 15(2a): 154-164.
• Smoleń S., Sady W. 2009. The effect of nitrogen fertilizer form and foliar application on concentrations of twenty five nutrients in carrot. Fol. Hort., 21(1): 3-16.
• Sorensen J.N. 1999. Nitrogen effects on vegetable crop production and chemical composition. Acta Hort., 506: 41-49.
• Tanaka T., Iwai K., Watanabe K., Hotta Y. 2005. Development of 5-aminolevulinic acid for agriculture uses. Regul. Plant Growth Devel., 40(1): 22-29.
• Ustawa o nawozach i nawożeniu z dnia 10 lipca 2007 r. Dz.U. 2007 nr 147, poz. 1033.
• Watanabe, K., Tanaka, T., Hotta, Y., Kuramochi, H., Takeuchi, Y. 2000. Improving salt tolerance of cotton seedłings with 5-aminolevulinic acid. J. Plant Growth Regul., 32: 99-103.
• Yaronskaya E., Vershilovskaya I., Poers Y., Alawady A.E., Averina N., Grimm B. 2006. Cytokinin effects on tetrapyrrołe biosynthesis and photosynthetic activity in barley seedlings. Planta, 224: 700-709.