Effect of Varied NPK Fertilization on Catalase Activity of Amaranth (Amaranthus Cruentus L.)

• Autorzy: Skwaryło-Bednarz B. , Krzepiłko A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ zróżnicowanego nawożenia NPK na aktywność katalazy amarantusa (Amaranthus Cruentus L.)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A study was carried out on the effect of varied NPK fertilization on catalase activity per gram fresh weight of the leaves of two varieties of amaranth, Rawa and Aztek, at different developmental stages (seedling, five-leaf, flowering and mature seed), as well as in the seeds. Amaranth was grown in a field experiment in southeast Poland, at wide-row spacing on good wheat complex soil. The following combinations of macronutrient levels were applied: I - 50 kg N ? ha-1, 40 kg P ? ha-1, 40 kg K ? ha-1, II - 70 kg N ? ha-1, 50 kg P ? ha-1, 50 kg K ? ha-1, III - 90 kg N ? ha-1, 60 kg P ? ha-1, 60 kg K ? ha-1 and IV - 130 kg N ? ha-1, 70 kg P ? ha-1, 70 kg K ? ha-1. The study showed that catalase activity exhibited a downward trend during the vegetation period of amaranth. The highest catalase activity was noted in the leaves during the first stage, ie the seedling stage. Increasing levels of NPK led to an increase in catalase activity. Leaves of the Rawa variety had higher catalase activity than those of the Aztek variety at every stage of development. The level of catalase activity in the amaranth seeds was also significantly affected by fertilization and the variety of amaranth. Higher levels of the fertilizers caused an increase in catalase activity in the seeds.

PL

Badano wpływ zróżnicowanego nawożenia NPK na aktywność katalazy w świeżej masie liści dwóch odmian amarantusa (Rawa i Aztek) w różnych fazach rozwojowych (faza siewki, faza piątego liścia, faza pełni kwitnienia i faza pełni dojrzałości nasion) oraz w nasionach. W doświadczeniu polowym uprawiano szarłat w rozstawie szerokorzędowej na glebie kompleksu pszennego dobrego, w południowo-wschodniej części Polski. Zastosowano następujące kombinacje dawek makroskładników: I - 50 kg N ź ha–1, 40 kg P ź ha–1, 40 kg K ź ha–1, II - 70 kg N ź ha–1, 50 kg P ź ha–1, 50 kg K ź ha–1, III - 90 kg N ź ha–1, 60 kg P ź ha–1, 60 kg K ź ha–1 oraz IV - 130 kg N ź ha–1, 70 kg P ź ha–1, 70 kg K ź ha–1. Z przeprowadzonych badań wynika, iż aktywność katalazy wykazywała tendencję malejącą w okresie wegetacji amarantusa. Najwyższą aktywnością katalazy cechowała się świeża masa liści w pierwszej badanej fazie - fazie siewki. Wzrostowi aktywności katalazy sprzyjało nawożenie wzrastającymi dawkami NPK. Liście odmiany Rawa cechowały się większą aktywnością katalazy niż Aztek i to niezależnie od fazy rozwojowej. Na poziom aktywności katalazy w nasionach amarantusa istotny wpływ miało także nawożenie oraz odmiana. Większe dawki nawozów powodowały wzrost poziomu aktywności katalazy w nasionach.

Słowa kluczowe

EN

amaranth; catalase activity; leaves; seeds

PL

amarantus; aktywność katalazy; liście; nasiona

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 2
• Strony: 321--329
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., tab.

Twórcy

autor

Skwaryło-Bednarz B.

autor

Krzepiłko A.

• Faculty of Agricultural Sciences in Zamość, The University of Life Sciences in Lublin, ul. Szczebrzeska 102, 22-400 Zamość, Poland, phone [phone],

Bibliografia

• [1] Prokopowicz D. Health properties of amaranth (Amaranthus cruentus) (in Polish). Medycyna Wet. 2001;57(8):559-561.
• [2] Skwaryło-Bednarz B, Brodowska MS. Amaranth (Amaranthus cruentus L.) as a plant with pro-health properties. In: Elements, the environment and human life. Pasternak K. editor. Lublin: Wyd Polskie Towarzystwo Magnezologiczne, 2009:280-287.
• [3] Paśko P, Bednarczyk M. Amaranthus sp.: its possible application in medicine (in Polish). Bromat Chem Toksykol. 2007;XL(2):217-222.
• [4] Grajeta H. Nutrition value and utilization of amaranth (in Polish). Bromat Chem Toksykol. 2007;XXX(1):17-23.
• [5] Skwaryło-Bednarz B, Nalborczyk E. Cultivation and utilization of amaranth (in Polish). Wieś Jutra. 2006;4(93):52-55.
• [6] Gontarczyk M. Cultivated amaranth (Amaranthus spp). In: New crop plants for consumption and industrial purposes and as renewable energy sources (in Polish). Warsaw: Wyd SGGW;1996:21-43.
• [7] Mioduszewska H. The effect of nitrogen fertilization on peroxidase and catalase activity in tubers of the potato cv. Uran (in Polish). Biuletyn IHAR. 2001;220:215-220.
• [8] Bartosz G. The Other Face of Oxygen. Free Radicals in Nature (in Polish). Warsaw: Wyd PWN. 2009:174.
• [9] Szymczak J, Kłódka D, Smolik B, Pawlica M. Effect of cadmium salt on the activity of oxidative stress enzymem in soil and maize (Zea mays var. saccharata). Ochr Środow i Zasob Natural. 2011;48:210-215.
• [10] Brauner L, Bukatsch F. Praktikum in Plant Phisiology (in Polish). Warsaw: Wyd PWN; 1987:36-37.
• [11] Gurgul E, Herman B. Influence of nitrogen, phosphorus and potassium on chemical composition and activity of some enzymes in celery during its growth (in Polish). Biologia Plantarum. 1994;36(2):261-265.
• [12] Telesiński A, Nowak J, Smolik B, Dubowska A, Skrzypiec N. Effect of soil sainity on activity of antioxidant enzymes and content of ascorbic acid and phenols in bean (Phaseolus vulgaris L.) plants. J Elementol. 2008;13(3):401-409.
• [13] Starck Z, Chołuj D, Niemyska B. Physiological reactions of plants to detrimental environmental factors (in Polish). Warsaw: Wyd SGGW; 1995:95-103.
• [14] Elbehri A, Putnam DH, Schmidt M. Nitrogen fertilizer and cultivar effects on yield and nitrogen-use efficiency of grain amaranth. Agron J. 1993;85:120-128. DOI: 10.2134/agronj1993.00021962008500010023x.
• [15] Schulte-Erley G, Kaul H-P, Kruse M, Aufhammer W. Yield and nitrogen utilization efficiency of the pseudocereals amaranth, quinoa and buckwheat under differing nitrogen fertilization. Eur J Agron. 2005;22:95-100. DOI: org/10.1016/j.eja.2003.11.002.
• [16] Myers RL. Nitrogen fertilizer effect on grain amaranth. Agron J. 1998;90(5):597-602. DOI: 10.2134/agronj1998.00021962009000050005x.
• [17] Saini JP, Shekhar J. Effect of nitrogen fertilizer on growth and yield of grain amaranth (Amaranthus hypochondriacus) cultivars under dry-temperate condition. Indian J of Agronomy. 1998;43(4):743-746.
• [18] Olaniyi OJ, Adelasoye KA, Jegede CO. Influence of nitrogen fertilizer on the growth, yield and quality of grain amaranth varieties. World J of Agricult Sci. 2008;4(4):506-513.
• [19] Szulc P, Rybus-Zając M, Waligóra H, Skrzypczak W. Effect of Fusarium culmorum on the content of chlorophyll in dependence on doses of nitrogen and the method of fertilization (in Polish). Acta Agrophys. 2008;11(2):519-526.
• [20] Skwaryło-Bednarz B, Krzepiłko A. Effect of various doses on NPK fertilizers on chlorophyll content in the leaves of two varietes of amaranth (Amaranthus cruentus L.). Ecol Chem Eng A. 2009;16:10:1373-1378.
• [21] Skwaryło-Bednarz B, Krzepiłko A. Effect of various doses on NPK fertilizers on chlorophyll content in the leaves of two varietes of amaranth (Amaranthus cruentus L.) in wide-row cultivation (in Polish). Acta Agrophys. 2009;14(2):469-477.
• [22] Łata B, Przeradzka M, Stojanowska J. Nitrogen dependent changes in low molecular weigh thiols, ascorbate, antioxidative enzymes activity in brocoli and cauliflower (in Polish). Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu - CCCLVI. 2004:143-151.
• [23] Shengqi S, Yiming Z, Jian GQ, Wei W, Weizhi Y, Liang S. Physiological responses of Egeria densa to high ammonium concentration and nitrogen deficiency. Chemosphere. 2012;86(5):538-545. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2011.10.036.
• [24] Bhattacharjee S, Mukherjee AK. Implications of reactive oxygen species in heat shock induced germination and early growth impairment in Amaranthus lividus L. Biologia Plantarum. 2003;47(4):517-522. DOI: 10.1023/B:BIOP.0000041055.77873.db.
• [25] Skwaryło-Bednarz B, Krzepiłko A. The effect of various NPK fertilizer doses on total antioxidant capacity of soil and amaranth leaves (Amaranthus cruentus L.). Internat Agrophys. 2009;23(1):61-66.
• [26] Okuda T, Matsuda Y, Sagisaka S. Abrupt increase in the level of hydrogen peroxide in leaves of winter wheat in caused by cold treatment. Plant Physiol. 1991;97:1265-1267.
• [27] Kaczmarczyk S, Kostańska E, Ścieżko D, Roy M. The course of certain photosynthetic processes and yield of winter wheat and triticale (in Polish). Acta Agrobot. 1993;46:31-38.
• [28] Polesskaya OG, Kashirina EI, Alekhina ND. Changes in the activity of antioxidant enzymes in wheat leaves and roots as a function of nitrogen source and supply. Russian J of Plant Physiol. 2004;51(5):615-620.
• [29] Gurgul E, Kołota E, Ścieżko D. An attempt to determine the dependence between activity of certain enzymes and the level of nitrogen fertilization as well as yield of irrigated and non-irrigated cabbage (in Polish). Zesz Nauk AR Szczecin. 1980;24(85):33-42.
• [30] Vanacker H, Sandalio LM, Jiménez A, Palma JM, Corpas FJ, Meseguer V, et al. Roles for redox regulation in leaf senescence of pea plants grown on different sources of nitrogen nutrition. J of Experim Botany. 2006;57(8):1735-1745. DOI: 10.1093/jxb/erl012.
• [31] Giansoldatia V, Tassia E, Morellib E, Gabellierib E, Pedrona F, Barbafieri M. Nitrogen fertilizer improves boron phytoextraction by Brassica juncea grown in contaminated sediments and alleviates plant stress. Chemosphere. Available online 2012. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.02.005.
• [32] Nurzyńska-Wierdak R. The effect of varied nitrogen fertilization on the yield and chemical composition of rocket (Eruca sativa Mill.) grown in autumn (in Polish). Acta Scienti Polon - Hortorum Cultus. 2006;5(2):53-63.
• [33] Skwaryło-Bednarz B, Krzepiłko A. Effect of different fertilization on enzyme activity in rhizosphere and non-rhizosphere of amaranth. Internat Agrophys. 2009;23(4):409-412.