PL228655B1

PL228655B1 - Sposób biofortyfikacji warzyw w jod

Info

Publication number: PL228655B1
Application number: PL410808A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Sady; Sylwester Smoleń; Iwona Ledwożyw-Smoleń
Original assignee: Univ Rolniczy Im Hugona Kollataja W Krakowie
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2018-04-30
Also published as: PL410808A1

Description

(21) Numer zgłoszenia: 410808

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 30.12.2014 (51) Int.CI.

A01G 1/00 (2006.01) A01G 7/00 (2006.01) A01G 31/00 (2006.01) A01C 21/00 (2006.01) (54)

Sposób biofortyfikacji warzyw w jod (73) Uprawniony z patentu:

(43) Zgłoszenie ogłoszono:

23.11.2015 BUP 24/15 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

30.04.2018 WUP 04/18 m

m co oo

CM

Ω.

UNIWERSYTET ROLNICZY

IM. HUGONA KOŁŁĄTAJA W KRAKOWIE, Kraków, PL (72) Twórca(y) wynalazku:

WŁODZIMIERZ SADY, Kraków, PL SYLWESTER SMOLEŃ, Łysa Góra, PL IWONA LEDWOŻYW-SMOLEŃ, Kraków, PL (74) Pełnomocnik:

rzecz, pat. Marta Bartula-Toch

PL 228 655 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób biofortyfikacji warzyw w jod z zastosowaniem soli technicznych i kwasu salicylowego w uprawach hydroponicznych.

Podstawowym modelem profilaktyki jodowej na świecie jest introdukcja tego pierwiastka do soli kuchennej. Pomimo szerokiego jego rozpowszechnienia wciąż u znacznej części populacji ludzkiej (od 30% do 38%) diagnozuje się symptomy chorobowe związane z niedostateczną podażą tego pierwiastka do diety. Poszukiwanie alternatywnych dla soli kuchennej nośników jodu jest niezwykle istotne ze względu na dążenie w wielu krajach na świecie do zredukowania nadmiernego spożycia soli w stosunku do zalecanego przez WHO poziomu 5,0 g NaCl/dzień. Ponieważ zmniejszenie konsumpcji soli może w konsekwencji pogorszyć stopień zaopatrzenia ludzi w jod, prowadzi się badania nad sposobami wzbogacania roślin uprawnych w ten pierwiastek.

Jod nie jest składnikiem pokarmowym roślin, lecz jest w nich akumulowany, dlatego nawet przy niewielkich dawkach staje się dla nich toksyczny. Drugim problemem, który należy rozwiązać jest silna sorpcja jodu w glebie, co powoduje, że jego pobieranie z gleby przez korzenie jest utrudnione. W środowisku glebowym jod podlega sorpcji do fazy mineralnej i organicznej. Już od kilkudziesięciu godzin do kilku dni od wprowadzenia do środowiska glebowego (niezależnie od zastosowanej formy chemicznej) obserwuje się silne wiązanie jodu w glebie. Odbywa się to poprzez tworzenie wiązań kowalencyjnych z mającymi wiązania podwójne związkami aromatycznymi (np. związki fenolowe i polifenolowe), które wchodzą w skład struktury kwasów fulwowych i humin. Desorpcja jodu - uwalnianie do środowiska glebowego w formach dostępnych dla roślin - jest procesem bardzo powolnym. Po wykonaniu doglebowego nawożenia związkami jodu pobranie tego składnika przez korzenie, a w konsekwencji akumulacja w częściach użytkowych plonu jest znacznie niższa niż wynika to z zastosowanej dawki jodu. Skutkuje to potrzebą używania wysokich dawek jodu do nawożenia doglebowego, co znacznie podraża koszty uprawy. Może to także powodować uszkodzenia roślin przy przekroczeniu trudnego do empirycznego wyznaczenia progu toksyczności - silnie zależy on od warunków prowadzenia uprawy. Niesie to również negatywne skutki dla środowiska glebowego - nadmierne dawki jodu działają również toksycznie na mikroflorę i mezofaunę glebową.

Z opisu patentowego WO 2009/087178 znany jest sposób wzbogacania w jod upraw ziemniaka, marchwi i cebuli, polegający na tym, że zarówno liście jak i glebę traktuje się wodnym roztworem soli jodu o zawartości jodu od 0,1% do 5% (m/o). Dodatkowo stosuje się kwas fosforowy regulujący pH roztworu w granicach od 1 do 7. Oznacza to zastosowanie od 2 do 30 kg jodu na hektar gleby.

Z opisu patentowego CN 101080986 znany jest sposób biofortyfikowania w jod upraw słodkich ziemniaków za pomocą stałego nawozu sztucznego, umieszczonego w zagłębieniach gleby. Opisano również alternatywny sposób polegający na spryskiwaniu liści słodkich ziemniaków płynnym nawozem 5-6 razy w czasie ich uprawy. Nawóz podawany jest w ilości 12-150 mg/m², co oznacza nie więcej niż 1,5 kg/ha, z czego tylko część stanowi jod.

Z opisu patentowego EP 1 153 901 znany jest skład nawozu do wzbogacenia roślin w niektóre pierwiastki takie jak wanad, jod, cynk i molibden a także substancje takie jak witamina C. Wodny roztwór zawierający pożądane składniki jest natryskiwany na liście roślin. W odniesieniu do jodu stosowany jest wodny roztwór zawierający od 0,0000005% do 2% jodu (m/o), pH tego roztworu wynosi od 5 do 9.

Aplikacja roztworu powtarzana jest kilka razy podczas cyklu wegetatywnego, tak aby zastosowana ilość jodu wynosiła do 1 kg na hektar.

Z opisu WO 2008/104600 A1, znany jest sposób wzbogacania upraw ziemniaka jodem polegający na opryskiwaniu liści roztworem soli jodu o zawartości jodu od 0,01 do 50% (m/o), korzystnie 34% (m/o), co oznacza od 0,1 do 500 g/l, korzystnie 340 g/l jodu. Roztwór jodu łączy się z 5% pięciotlenkiem fosforu i 12% tlenkiem potasu. Docelowo ilość jodu zaaplikowana na hektar uprawy wynosi do 17 kg. Jeżeli stosuje się roztwór o korzystnym stężeniu wynoszącym 340 g/1, podawanie 17 kg jodu hektara gruntu wymaga wykorzystania 50 litrów roztworu.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że w uprawach hydroponicznych do fertygacji roślin stosuje się równocześnie roztwór soli jodu takich jak KI, KIO3, kwasu salicylowego oraz pożywki zawierającej makro- i mikroskładniki pokarmowe. Stężenie jodu w użytym roztworze soli jodu mieści się w granicach od 0,0001 do 0,0004%, natomiast stężenie kwasu salicylowego wynosi od 0,01 do 10 mg na dm³. Fertygację roślin mieszaniną związków jodu, kwasu salicylowego i pożywek prowadzi się każdorazowo podczas podlewania roślin przez cały okres ich wegetacji, rozpoczynając 2-3 tygodnie po posadzeniu roślin na miejsce stałe aż do zakończenia zbiorów części konsumpcyjnej roślin.

PL 228 655 B1

Całkowita dawka jodu dla roślin o krótkim okresie wegetacji wynosi od 1 do 4 kg I/ha uprawy, a dla roślin o długim okresie wegetacji - od 4 do 20 kg I/ha uprawy, natomiast całkowita dawka kwasu salicylowego dla roślin o krótkim okresie wegetacji wynosi od 0,1 do 4 kg/ha uprawy, a dla roślin o długim okresie wegetacji - nie więcej niż 20 kg/ha uprawy.

Korzystnie dla roślin o krótkim okresie wegetacji fertygację związkami jodu prowadzi się z użyciem roztworu o stężeniu od 0,0003 do 0,0004% I (m/o).

Korzystnie dla roślin o długim okresie wegetacji fertygację związkami jodu prowadzi się z użyciem roztworu o stężeniu od 0,0001 do 0,0002% I (m/o), natomiast stężenie kwasu salicylowego jest nie wyższe niż 1 mg/dm³.

Korzystnie w uprawach hydroponicznych fertygację stosuje się każdorazowo podczas podlewania roślin zarówno w systemie z otwartym jak i zamkniętym obiegiem pożywki.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest fakt, iż równoczesne zastosowanie soli jodu i kwasu salicylowego umożliwia efektywniejsze przetransportowanie jodu z korzeni do naziemnych części roślin (wegetatywnych i generatywnych). W efekcie zastosowania aplikacji kwasu salicylowego osiąga się lepsze rezultaty wzbogacania roślin w jod niż ma to miejsce przy zastosowaniu wyłącznie soli technicznych jodu. Przeprowadzone badania wskazują, iż w uprawie hydroponicznej pomidora ilość jodu w próbie kontrolnej wynosi 0,0153 mg/kg św.m., fertygacja uprawy przy użyciu KIO3 podnosi poziom jodu do 0,09 mg l/kg św. m., natomiast zastosowanie równocześnie KIO3 i kwasu salicylowego pozwala osiągnąć ilość 0,14 mg I/kg św.m. warzyw.

Przedmiot wynalazku został zilustrowany poniższymi przykładami wykonania.

P r z y k ł a d I

W uprawie hydroponicznej pomidora (w systemie cienkowarstwowych kultur przepływowych) do pożywki zawierającej wszystkie makro- i mikroskładniki pokarmowe niezbędne do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin wprowadza się związek jodu KI w stężeniu 0,0001% (m/o) oraz kwas salicylowy w stężeniu 1 mg/dm³. Fertygację roztworem jodu i kwasu salicylowego rozpoczyna się 2 tygodnie po wysadzeniu sadzonek pomidora w miejsce docelowe i prowadzi się ją każdorazowo podczas podlewania roślin przez cały okres ich wegetacji, aż do ostatniego zbioru.

Łączne zastosowanie kwasu salicylowego ze związkiem jodu KI powoduje wyraźne zwiększenie poziomu akumulacji tego pierwiastka w owocach pomidora w porównaniu do kontroli o 1076% (m/m). Istotnym jest również, że połączenie aplikacji KI i kwasu salicylowego powoduje istotny wzrost efektywności biofortyfikacji owoców w jod w stosunku do wprowadzenia do pożywek jedynie KI wynoszący 20% (m/m).

P r z y k ł a d II

W hydroponicznej uprawie sałaty (w systemie cienkowarstwowych kultur przepływowych) do pożywki przeznaczonej do fertygacji wprowadza się KIO3 w stężeniu 0,0001% (m/o) oraz kwas salicylowy w stężeniu 0,1 mg/dm³. Fertygację rozpoczyna się 3 tygodnie po wysianiu nasion sałaty i prowadzi się ją każdorazowo podczas podlewania roślin przez cały okres ich wegetacji aż do zbioru.

W porównaniu do aplikacji KIO3 łączne stosowanie KIO3 i kwasu salicylowego zwiększa stopień akumulacji jodu w sałacie o 28,2% (m/m). Zastosowanie wyższych stężeń kwasu salicylowego powoduje ponowne obniżanie poziomu akumulacji jodu w sałacie z maksymalnego 94,6 mg/kg przy stężeniu 0,1 mg kwasu salicylowego na dm³ pożywki do 82,8 mg jodu na kg sałaty przy stężeniu kwasu salicylowego na poziomie 10 mg/dm³ pożywki.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób biofortyfikacji warzyw w jod polegający na tym, że kilkakrotnie w okresie wegetacji roślin stosuje się do nawadniania upraw roztwór soli technicznych jodu, znamienny tym, że w uprawach hydroponicznych do fertygacji roślin stosuje się roztwór soli jodu takich jak KI, KIO3, kwasu salicylowego oraz pożywki zawierającej makroskładniki i mikroskładniki pokarmowe, przy czym stężenie jodu w użytym roztworze soli jodu mieści się w granicach od 0,0001 do 0,0004% (m/o), natomiast stężenie kwasu salicylowego wynosi od 0,01 do 10 mg na dm³, a fertygację roślin mieszaniną związków jodu, kwasu salicylowego i pożywek prowadzi się każdorazowo podczas podlewania roślin przez cały okres ich wegetacji, rozpoczynając 2-3 tygodnie po posadzeniu roślin na miejsce stałe aż do zakończenia zbiorów części konsumpcyjnej roślin, tak aby całkowita dawka jodu dla roślin o krótkim okresie wegetacji wynosiła

PL 228 655 B1 od 1 do 4 kg I/ha uprawy, a dla roślin o długim okresie wegetacji - od 4 do 20 kg I/ha uprawy, natomiast całkowita dawka kwasu salicylowego dla roślin o krótkim okresie wegetacji wynosi od 0,1 do 4 kg/ha uprawy, a dla roślin o długim okresie wegetacji - nie więcej niż 20 kg/ha uprawy.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dla roślin o krótkim okresie wegetacji fertygację związkami jodu prowadzi się z użyciem roztworu o stężeniu od 0,0003 do 0,0004% I (m/o).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dla roślin o długim okresie wegetacji fertygację związkami jodu prowadzi się z użyciem roztworu o stężeniu od 0,0001 do 0,0002% I (m/o), natomiast stężenie kwasu salicylowego jest nie wyższe niż 1 mg/dm³.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w uprawach hydroponicznych fertygację stosuje się każdorazowo podczas podlewania roślin zarówno w systemie z otwartym jak i zamkniętym obiegiem pożywki.