SZALÓKINÉ Zima Ildikó
SZIE AGK, Tessedik Campus, 5540 Szarvas, Szabadság u. 1-3., e-mail: zima.ildiko@gk.szie.hu
Bevezetés
A takarmánykukorica az állatok abraktakarmány-igénye kielégítésének elsődleges forrása, ezért a fehérjetartalma, az aminosavak mennyisége és összetétele lényeges a takarmányozás szempontjából. A növényi stresszhatások, így a vízhiánystressz is, anyagcsere-zavarokat idézhetnek elő, amely megváltoztathatja az egyes aminosavak arányát. A kísérlet célja, hogy a takarmánykukorica száraz szemtermésében vizsgáljam a víz- és tápanyagellátásnak az aminosavak változására gyakorolt hatását, továbbá az, hogy a vízhiánystressz előidézi-e az aminosavak arányainak változását.
Irodalmi áttekintés
A kukorica fehérje-tartalmát a fajta, az ökológiai és az agrotechnikai tényezők is lényegesen befolyásolják. Barrios és Basso (2018) megfigyelte, hogy a nitrogén műtrágyázás pozitívan hatott a lizin tartalomra. Izsáki (2006) a N-trágyázás hatására az aminosavak többségénél növekedést tapasztalt kukoricánál. Németh (1983) szerint is a műtrágyázás a kukorica aminosavainak többségét növelte. Számos irodalmi utalás van arra, hogy a növényeket érő tartós stresszhatások anyagcserezavarokat idéznek elő, melynek során különböző – a fehérjékbe be nem épült – nitrogén-vegyületek halmozódnak fel a növényben, köztük szervetlen N-vegyületek is. A vízhiánystressz is okozhat anyagcserezavarokat, amit egyebek közt a szervetlen N, valamint a prolin arányának növekedése is jelez (Anosheh et al. 2011; Burucs at al. 1994).
Anyag és módszer
A kísérletek Szarvason, az ÖKI Liziméteres Kísérleti Telepén folytak 1972-ben beállított tartamkísérletben 4 víz- és 4 tápanyagellátás 16 kezeléskombinációjával, 4 ismétlésben, split-plot elrendezéssel. A vizsgált növénykultúra takarmánykukorica volt.
A fő blokkok az alábbi 4 vízellátási fokozatból álltak: a1: öntözetlen kontroll; a2: az tartottuk. A tenyészidő folyamán a talaj nedvességtartalmát tenziométerekkel és kapacitív elven működő nyomószondás nedvességmérőkkel követtük nyomon. Az öntözést csepegtető öntözéssel végeztük. A kiadott öntözővíz 1999-ben: 0, 20, 40, 60 mm; 2000-ben: 0, 75, 150, 225 mm. A csapadék a tenyészidőben (04-09) 1999-ben 477 mm, 2000-ben 201 mm volt. A talaj típusa csernozjom réti, amely nitrogénnel közepesen, foszforral és káliummal igen jól ellátott. A műtrágyát mindig egyszerre, tavasszal szórtuk ki a vetés előtt, és csak sekélyen fogassal, illetve gereblyével
194
dolgoztuk be. A területről a növény minden föld feletti részét eltávolítottuk, tápanyag-visszapótlás csak műtrágyával (ammónium-nitrát, ill. NPK-komplex) történt.
A takarmánykukorica-fajták a FAO 300-400-as éréscsoportba tartoztak (1999-ben a választott fajta: Maya, 2000-ben: Maraton). A sor- és tőtávolság 100x12 cm, vagyis 8 tő/m2. A liziméterekben lévő valamennyi növényről betakarítottuk a csöveket, morzsolás után homogenizáltuk. Ezt követően mintát vettünk, és ezekből végeztettük el az aminosav vizsgálatokat a Budapesti Műszaki Egyetem Biokémiai és Élelmiszertechnológiai Tanszékén.
Eredmények és értékelésük
A takarmánykukorica összes (kötött+szabad) aminosav-tartalmának a kezelések szerinti alakulását az 1/a és 1/b. táblázaton szemléltetem.
1/a. táblázat. Kukorica-szem (Occitan) összes aminosav vizsgálati eredményei (mg/g), Szarvas, 1999.
kezelés (1) (3) kezelés (1) (3)
aminosav (2)
a1b1 a2b1 a3b1 a4b1 átlag % a1b2 a2b2 a3b2 a4b2 átlag %
mg/g mg/g
Asp 3,61 3,66 2,71 3,57 3,39 8,3 3,12 3,30 3,16 3,03 3,15 7,0
Thr 1,62 1,60 1,48 1,53 1,56 3,8 1,78 1,86 1,70 1,54 1,72 3,8
Ser 1,91 1,95 1,77 1,86 1,87 4,6 2,13 2,18 1,98 1,85 2,04 4,6
Glu 6,80 7,03 6,56 6,98 6,84 16,8 8,06 8,19 7,47 6,79 7,63 17,1 Pro 4,79 4,83 3,27 4,29 4,30 10,5 4,95 5,10 4,48 3,83 4,59 10,3
Gly 1,89 1,81 1,69 1,83 1,81 4,4 1,95 2,02 1,91 1,78 1,92 4,3
Ala 3,71 3,81 3,49 3,86 3,72 9,1 4,21 4,26 3,97 3,88 4,08 9,1
Val 1,82 1,86 1,64 1,88 1,80 4,4 2,07 2,25 2,06 1,93 2,08 4,6
Met 0,84 0,81 0,73 1,00 0,85 2,1 0,86 1,10 1,03 1,17 1,04 2,3
Ile 1,27 1,29 1,07 1,35 1,25 3,1 1,54 1,58 1,46 1,42 1,50 3,4
Leu 4,46 4,54 3,69 5,03 4,43 10,9 5,36 5,34 4,74 5,07 5,13 11,5
Tyr 2,03 1,92 1,53 2,55 2,01 4,9 2,28 2,01 1,96 2,65 2,23 5,0
Phe 1,57 1,63 1,49 2,00 1,67 4,1 2,01 1,99 1,80 2,07 1,97 4,4
His 2,11 2,01 1,70 2,03 1,96 4,8 2,11 2,01 1,99 1,96 2,02 4,5
Lys 1,64 1,63 1,37 1,41 1,51 3,7 1,59 1,82 1,72 1,44 1,64 3,7
Arg 1,89 1,91 1,73 1,82 1,84 4,5 2,02 2,11 2,01 1,86 2,00 4,5
Összes (4) 41,96 42,29 35,92 42,99 40,79 100,0 46,04 47,12 43,44 42,27 44,72 100,0 átlag (3) 2,62 2,64 2,25 2,69 2,55 2,88 2,95 2,72 2,64 2,79 Table 1/a. Amount of all amino acids (mg / g) in corn grain, Szarvas, 1999.
(1) treatment, (2) amino acids , (3) average, (4) total
195
1/b. táblázat. Kukorica-szem (Occitan) összes aminosav vizsgálati eredményei (mg/g), Szarvas, 1999.
kezelés (1) (3) kezelés (1) (3)
aminosav (2)
a1b3 a2b3 a3b3 a4b3 átlag % a1b4 a2b4 a3b4 a4b4 átlag %
mg/g mg/g
Asp 3,49 4,36 3,53 3,55 3,73 7,5 4,00 4,22 3,83 4,36 4,10 7,8
Thr 2,02 1,97 1,82 1,92 1,93 3,9 2,05 2,04 1,95 1,86 1,98 3,8
Ser 2,34 2,43 2,19 2,26 2,31 4,6 2,49 2,62 2,52 2,36 2,50 4,8
Glu 8,92 9,15 8,37 8,57 8,75 17,6 10,04 10,10 9,84 8,84 9,71 18,5 Pro 5,32 5,31 4,84 4,86 5,08 10,2 6,13 5,54 4,95 4,61 5,31 10,1
Gly 2,18 2,11 1,95 2,15 2,10 4,2 2,11 2,04 1,98 2,07 2,05 3,9
Ala 4,49 4,69 4,37 4,43 4,50 9,1 5,04 5,14 4,90 4,56 4,91 9,4
Val 2,54 2,41 2,16 2,35 2,37 4,8 2,78 2,42 2,25 1,93 2,35 4,5
Met 1,32 0,76 0,77 1,11 0,99 2,0 1,28 0,92 0,82 0,69 0,93 1,8
Ile 1,90 1,66 1,48 1,69 1,68 3,4 1,97 1,69 1,52 1,18 1,59 3,0
Leu 5,93 5,93 5,30 5,61 5,69 11,5 6,70 6,67 5,78 5,24 6,10 11,6
Tyr 2,27 2,19 1,90 2,15 2,13 4,3 2,10 2,55 2,02 2,01 2,17 4,1
Phe 2,31 2,29 2,05 2,18 2,21 4,4 2,61 2,49 2,45 2,05 2,40 4,6
His 2,01 2,16 2,11 2,12 2,10 4,2 2,16 2,44 2,13 2,33 2,27 4,3
Lys 1,92 1,80 1,74 1,84 1,83 3,7 1,99 1,81 1,73 1,64 1,79 3,4
Arg 2,28 2,28 2,10 2,32 2,25 4,5 2,35 2,28 2,22 2,16 2,25 4,3
összes (4) 51,24 51,50 46,68 49,11 49,63 100,0 55,80 54,97 50,89 47,89 52,39 100,0 átlag (3) 3,20 3,22 2,92 3,07 3,10 3,49 3,44 3,18 2,99 3,27
Table 1/b. Amount of all amino acids (mg / g) in corn grain, Szarvas, 1999.
(1)treatment, (2) amino acids , (3) average, (4) total
1.ábra.: Műtrágyaadagok hatása az összes aminosavak mennyiségére (mg/g) a vízellátási kezelések átlagában (a1-a4) árukukoricánál, Szarvas, 1999.
Figure 1. Effect of fertilizer doses on total amino acids (mg/g) in the average of water treatments (a1-a4) at corn, Szarvas, 1999.
196
2. ábra.:Vízellátás hatása az árukukorica összes aminosav tartalmára (mg/g) a műtrágyázási fokozatok átlagában (b1-b4), Szarvas, 1999.
Figure 2. Effect of water supply on total amino acid content (mg/g) of corn in the average of fertilization stages (b1-b4), Szarvas, 1999.
A vizsgálat eredményeiből azt lehet megállapítani, hogy az aminosavak összegét a műtrágyázás növelte (1.ábra), az öntözés pedig mérsékelte (2.ábra), de az egymáshoz való viszonyukban nincs lényeges eltérés. Ennek valószínűleg az a magyarázata, hogy a fehérjébe beépült aminosavak egymáshoz viszonyított aránya genetikailag meghatározott. Eltérést csak a különböző fehérjék arányainak változásától, és a szabad aminosavaknál várhatunk. E meggondolásból a következő években nem az összes, hanem csak a szabad aminosavak mennyiségét, és egymáshoz viszonyított arányukat, illetve ezek változását vizsgáltuk a kezelésekkel összefüggésben a takarmánykukoricánál.
A vizsgálati eredményekből legelőször is az állapítható meg, hogy ezek mennyisége- és egymáshoz viszonyított aránya tekintetében sokkal változékonyabbak, mint a fehérjébe beépült aminosavak. A takarmánykukorica szemtermésének szabad aminosav tartalmának alakulását a 2/a és 2/b. táblázatban közlöm.
197
2/a táblázat. Kukorica (Maraton) szemtermésében lévő szabad aminosavak mennyisége (mg/g), Szarvas, 2000.
kezelés (1) (3) kezelés (1) (3)
amino- sav (2)
a1b1 a1b2 a1b3 a1b4 átlag % a2b1 a2b2 a2b3 a2b4 átlag %
mg/g mg/g
Asp 0,222 0,224 0,255 0,287 0,247 19,9 0,172 0,174 0,199 0,255 0,200 19,2 Thr 0,022 0,033 0,035 0,038 0,032 2,6 0,015 0,015 0,017 0,030 0,019 1,8 Ser 0,031 0,031 0,033 0,035 0,033 2,6 0,017 0,017 0,020 0,031 0,021 2,0 Glu 0,271 0,289 0,292 0,423 0,319 25,7 0,239 0,256 0,282 0,364 0,285 27,4 Pro 0,064 0,094 0,056 0,057 0,068 5,5 0,083 0,075 0,074 0,077 0,077 7,4 Gly 0,019 0,026 0,015 0,020 0,020 1,6 0,013 0,014 0,014 0,017 0,015 1,4 Ala 0,122 0,140 0,146 0,176 0,146 11,8 0,101 0,107 0,119 0,129 0,114 10,9 Cys 0,004 0,004 0,004 0,004 0,004 0,3 0,003 0,003 0,004 0,004 0,004 0,3 Val 0,025 0,037 0,040 0,047 0,037 3,0 0,022 0,022 0,024 0,035 0,026 2,5 Met 0,007 0,007 0,008 0,008 0,008 0,6 0,005 0,004 0,005 0,007 0,005 0,5 Ile 0,020 0,022 0,023 0,025 0,023 1,8 0,009 0,011 0,012 0,019 0,013 1,2 Leu 0,017 0,020 0,022 0,023 0,021 1,7 0,008 0,008 0,009 0,012 0,009 0,9 Tyr 0,026 0,028 0,029 0,029 0,028 2,3 0,024 0,023 0,028 0,033 0,027 2,6 Phe 0,016 0,018 0,019 0,020 0,018 1,5 0,012 0,012 0,012 0,017 0,013 1,3 His 0,063 0,067 0,071 0,077 0,070 5,6 0,058 0,059 0,060 0,071 0,062 6,0 Lys 0,072 0,068 0,068 0,069 0,069 5,6 0,054 0,055 0,059 0,068 0,059 5,7 Arg 0,070 0,087 0,118 0,126 0,100 8,1 0,081 0,082 0,094 0,115 0,093 8,9 összes(4) 1,071 1,195 1,234 1,464 1,241 100,0 0,916 0,937 1,032 1,284 1,042 100,0 átlag (3) 0,063 0,070 0,073 0,086 0,073 0,054 0,055 0,061 0,076 0,061
Table 2/a. Amount of free amino acids (mg / g) in corn grain, Szarvas, 2000.
(1)treatment, (2) amino acids , (3) average, (4) total
198
2/b. táblázat. Kukorica szemtermésében lévő szabad-aminosavak mennyisége (mg/g), Szarvas, 2000.
kezelés (1) (3) kezelés (1) (3)
Table 2/b. Amount of free amino acids (mg / g) in corn grain, Szarvas, 2000.
(1) treatment, (2) amino acids , (3) average, (4) total
Az adatokból megállapítható, hogy a szabad aminosavak mennyisége az összes aminosavnak csupán negyven-ötvened részét, vagyis 2-2,5%-át érik el. A szabad aminosavak azonban az irodalmi források szerint nem egyformán reagálnak a kezelésekre és a környezeti hatásokra. Vizsgálataim szerint a fehérjében kötött aminosavakhoz viszonyítva a szabad aminosavak közül legnagyobb arányban az egyébként is magas arányt képviselő aszparagin és glutamin emelkedett. Kisebb mértékű emelkedést mutat a lizin, az arginin és az alanin. Ugyanakkor a többi szabad aminosav aránya jelentősen csökkent a fehérjékben kötött aminosavak arányához viszonyítva. Kérdés azonban, hogy a változások milyen kapcsolatban vannak a kezelésekkel? Van-e olyan szabad aminosav, amelyiknek a változása lényegesen eltér a fehérjében kötött aminosavak változásától.
A 2. táblázat adatai alapján megállapítható, hogy a szabad aminosavak többségét a műtrágyázás növeli, a vízellátás javulása pedig csökkenti. Ettől eltérő irányú változást mutat a prolin, amelynek aránya emelkedett, de a kezelések hatása ellentétes az irodalomban található adatokéval. Ennek a szabad aminosavnak a mennyisége ugyanis nem a szárazság hatására növekedett, hanem az öntözési fokozatokkal mutatott pozitív kapcsolatot, melyek hatására az aszályos 2000-es évben a többszörösére emelkedett (0,068 mg/g-ról 0,337 mg/g-ra).