PL249869B1 - Sposób biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach tradycyjnych, bezglebowych i hydroponicznych oraz zastosowanie 5,7-dijodo-8-chinolinolu do biofortyfikacji warzyw w jod - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach tradycyjnych, bezglebowych i hydroponicznych polegający na tym, że kilkakrotnie w okresie wegetacji roślin warzywnych stosuje się do nawadniania upraw preparat zawierający związek jodu charakteryzujący się tym, że do fertygacji upraw używa się roztworu 5,7-dijodo-8-chinolinolu o stężeniu od 0,0005 do 0,050 mmol/l, przy czym dozowanie roztworu 5,7-dijodo-8-chinolinolu rozpoczyna się po wzejściu roślin lub 2 do 3 tygodni po wysadzeniu rozsady na miejsce stałe, kontynuuje się w sposób ciągły w uprawach bezglebowych i hydroponicznych oraz w odstępach od 5 do 14 dni w uprawach glebowych w zależności od długości okresu wegetacji roślin, a kończy się wraz z ostatnimi zbiorami konsumpcyjnych części roślin, natomiast w całym okresie wegetacji całkowita dawka związku w przeliczeniu na jod wynosi od 0,25 do 10,0 kg l/ha powierzchni upraw roślin o krótkim okresie wegetacji oraz od 1 do 40 kg l/ha powierzchni upraw roślin o długim okresie wegetacji. Zgłoszenie obejmuje również zastosowanie 5,7-dijodo-8-chinolinolu do biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach tradycyjnych, bezglebowych i hydroponicznych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach tradycyjnych, bezglebowych i hydroponicznych oraz zastosowanie 5,7-dijodo-8-chinolinolu do biofortyfikacji warzyw w jod.

Podstawowym modelem profilaktyki jodowej na świecie jest wprowadzenie tego pierwiastka do soli kuchennej. Pomimo szerokiego jego rozpowszechnienia wciąż u znacznej części populacji ludzkiej, to jest 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 NaCI/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 jodu do środowiska glebowego, niezależnie od zastosowanej formy chemicznej, obserwuje się silne jego wiązanie w glebie. Odbywa się to poprzez tworzenie wiązań kowalencyjnych z mającymi wiązania podwójne związkami aromatycznymi, jak to jest np. w związkach fenolowych i polifenolowych, które wchodzą w skład struktury kwasów fulwowych i humin. Desorpcja jodu, czyli jego 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, gdyż silnie zależy on od warunków prowadzenia uprawy. Niesie to również negatywne skutki dla środowiska glebowego ze względu na to, że 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 1 do 50 g/l. Dodatkowo stosuje się kwas ortofosforowy(V) 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 np.: 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 stosowan y jest wodny roztwór zawierający od 0,000005 do 20 g/I, przy czym 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.

W zgłoszeniu WO 2008/104600 A ujawniono sposób wzbogacania upraw ziemniaka jodem polegający na opryskiwaniu liści roztworem soli jodu o zawartości jodu od 0,01 do 50%, korzystnie 34%, co oznacza od 0,1 do 500 g/I, korzystnie 340 g/I 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/I, podawanie 17 kg jodu na hektar gruntu wymaga wykorzystania 50 litrów roztworu.

Ze zgłoszenia patentowego P.410806 znany jest sposób biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach hydroponicznych polegający na tym, że w uprawach hydroponicznych do fertygacji roślin w systemach z otwartym i zamkniętym obiegiem pożywki stosuje się pożywki zawierające makroskładniki i mikroskładniki pokarmowe roślin wzbogacone o jeden z organicznych związków jodu takich jak: kwas 5-jodosalicylowy, kwas 3,5-dijodosalicylowy, kwas 2-jodobenzoesowy oraz kwas 2,3,5-trijodobenzoesowy, przy czym kwas 5-jodosalicylowy, kwas 3,5-dijodosalicylowy oraz kwas 2-jodobenzoesowy aplikuje się w stężeniu od 0,002 do 0,02 mmol, gdzie całkowita dawka tych związków w przeliczeniu na jod wynosi od 1 do 2 kg/ha powierzchni upraw roślin o krótkim okresie wegetacji oraz od 2 do 10 kg l/ha powierzchni upraw o długim okresie wegetacji.

W zgłoszeniu patentowym P.410807 ujawniono sposób biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach glebowych i hydroponicznych polegający na tym, że jednorazowo przedsiewnie zasila się glebę koncentratem związków humusowych, w których stosunek masowy kwasów humusowych do kwasów fulwowych wynosi w granicach od 2:1 do 6:2, a ilość kwasów humusowych zastosowanych na hektar uprawy wynosi 5-80 kg. W odmianie wynalazku sposób biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach glebowych i hydroponicznych polega na tym, że po wysianiu nasion i wzejściu roślin lub 2 do 3 tygodni po wysadzeniu rozsady na miejsce stałe w przypadku upraw glebowych bądź zaraz po wysadzeniu rozsady na miejsce stałe w przypadku upraw hydroponicznych rozpoczyna się fertygację solami jodu takimi jak Kl, KIO3 równocześnie z fertygacją koncentratem kwasów humusowych, przy czym stężenie jodu w użytym roztworze soli mieści się w granicach od 0,0001 do 0,0004% (m/o), a stosunek masowy kwasów humusowych do kwasów fulwowych w koncentracie kwasów humusowych wynosi w granicach od 2:1 do 6:2.

W zgłoszeniu patentowym P.410808 opisano sposób biofortyfikacji warzyw w jod polegający na tym, że w uprawach hydroponicznych do fertygacji roślin stosuje się roztwór soli jodu takich jak Kl, 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.

Z opisu patentowego CN106631473 znany jest sposób wzbogacenia/nawożenia roślin i grzybów jadalnych nawozem mikroelementowym w skład, którego wchodzą: żelazo, miedź, cynk, bor, mangan, magnez, kobalt, jod i tytan. Wydajna formuła płynnego nawozu zawierającego również fitohormony roślinne z grupy auksyn ma zastosowanie do warzyw, drzew owocowych, melonów, roślin zbożowych i oleistych, kwiatów i roślin oraz grzybów jadalnych, a stężenia użytkowe wydajnej formuły płynnego nawozu są różne. Jod w tym nawozie jest dostarczany roślinom w formie związku nieorganicznego (mineralnego) jodku potasu.

Patent CN106561106 dotyczy rozwiązań wyłącznie w zakresie wzbogacania roślin ryżu w jod. Rozwiązanie obejmuje: moczenie nasion, przesadzanie sadzonek ryżu, stosowanie nawozu, prowadzenie uprawy polowej, zbioru itp. Nasiona ryżu moczy się w roztworze jodu, a następnie stosuje się nawóz wieloskładnikowy bogaty w jod i azot, zawierający także kwas humusowy i inne pierwiastki śladowe.

Istota rozwiązania według pierwszego wynalazku polega na tym, że do fertygacji upraw roślin warzywnych używa się roztworu 5,7-dijodo-8-chinolinolu o stężeniu od 0,0005 do 0,05 mmol/l, przy czym dozowanie roztworu 5,7-dijodo-8-chinolinolu rozpoczyna się po wzejściu roślin lub 2 do 3 tygodni po wysadzeniu rozsady na miejsce stałe, kontynuuje się w sposób ciągły w uprawach bezglebowych i hydroponicznych oraz w odstępach od 5 do 14 dni w uprawach glebowych w zależności od długości okresu wegetacji roślin a kończy się wraz z ostatnimi zbiorami konsumpcyjnych części roślin, natomiast w całym okresie wegetacji całkowita dawka związku w przeliczeniu na jod wynosi od 0,25 do 10,0 kg l/ha powierzchni upraw roślin o krótkim okresie wegetacji oraz od 1 do 40 kg l/ha powierzchni upraw o długim okresie wegetacji.

Korzystnie dla roślin warzywnych o krótkim okresie wegetacji w uprawach glebowych w polu i pod osłonami fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu prowadzi się w odstępach od 5 do 7 dni z użyciem roztworu o stężeniu 0,0005-0,05 mmol/l.

Korzystnie dla roślin warzywnych o długim okresie wegetacji w uprawach glebowych fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu prowadzi się w odstępach od 7 do 14 dni z użyciem roztworu o stężeniu od 0,002 do 0,05 mmol/l.

Korzystnie fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu w uprawach glebowych polowych i pod osłonami kończy się 7 dni przez zbiorem, a w uprawach bezglebowych i hydroponicznych do zbioru warzyw.

Korzystnie równocześnie z fertygacją roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu uprawy nawadnia się roztworami zawierającymi wszystkie makroskładniki i mikroskładniki odżywcze, przy czym w uprawach hydroponicznych i bezglebowych zakres stężeń dla mieszaniny roztworu 5,7-dijodo-8-chinolinolu i pożywki wynosi od 0,0005 do 0,010 mmol/l.

Istotą rozwiązania według drugiego wynalazku jest zastosowanie 5,7-dijodo-8-chinolinolu do biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach tradycyjnych, bezglebowych i hydroponicznych.

PL 249869 Β1

Korzystnie roztwór 5,7-dijodo-8-chinolinolu o stężeniu od 0,0005 do 0,05 mmol/l, stosuje się do fertygacji roślin warzywnych od wzejściu roślin lub od 2 do 3 tygodni od wysadzenia rozsady na miejsce stałe, kontynuuje się w sposób ciągły w uprawach bezglebowych i hydroponicznych oraz w odstępach od 5 do 14 dni w uprawach glebowych w zależności od długości okresu wegetacji roślin a kończy się wraz z ostatnimi zbiorami konsumpcyjnych części roślin, natomiast w całym okresie wegetacji całkowita dawka związku w przeliczeniu na jod wynosi od 0,25 do 10,0 kg l/ha powierzchni upraw roślin o krótkim okresie wegetacji oraz od 1 do 40 kg l/ha powierzchni upraw o długim okresie wegetacji.

Korzystnie dla roślin warzywnych o krótkim okresie wegetacji w uprawach glebowych w polu i pod osłonami fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu prowadzi się w odstępach od 5 do 7 dni z użyciem roztworu o stężeniu 0,0005-0,05 mmol/l.

Korzystnie dla roślin warzywnych o długim okresie wegetacji w uprawach glebowych fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu prowadzi się w odstępach od 7 do 14 dni z użyciem roztworu o stężeniu od 0,002 do 0,05 mmol/l.

Zaletą rozwiązania według wynalazków jest fakt, iż fertygacja upraw roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu powoduje pobieranie i akumulowanie przez rośliny tego kwasu skutkując wzrostem akumulacji jodu, a także powstawaniem wtórnych metabolitów 5,7-dijodo-8-chinolinolu w roślinach. Pozwala to efektywnie wzbogacać rośliny w jod, w tym w związki jodoorganiczne, przy zastosowaniu niskich molowych stężeń tego pierwiastka. Stosowanie fertygacji 5,7-dijodo-8-chinolinolem, podobnie jak stosowanie KIO3 nie jest szkodliwe dla roślin - z badań wynika, że nie powoduje obniżenia masy główek sałaty czy też masy nadziemnych części jarmużu.

Rozwiązanie według wynalazku przedstawiono w poniższych przykładach wykonania.

Przykład I

Do fertygacji uprawy glebowej jarmużu użyto roztworu 5,7-dijodo-8-chinolinolu o stężeniu 0,001 mmol/l, przy czym dozowanie 5,7-dijodo-8-chinolinolu rozpoczęto po 3 tygodniach od wysiewu do gleby i kontynuowano w odstępach 5 dni. W przeliczeniu na 1 ha gruntu uprawy dostarczono 5 kg jodu. Fertygację zakończono 7 dni przed zbiorem plonów.

Przykład II

W uprawie hydroponicznej sałaty w systemie cienkowarstwowych kultur przepływowych wprowadzono 5,7-dijodo-8-chinolinol do pożywki zawierającej wszystkie makroskładniki i mikroskładniki pokarmowe niezbędne do prawidłowego wzrostu i rozwoju w dawce 0,005 mmol/l. Następnie nawadniano uprawę powyższym roztworem w sposób ciągły.

Podczas przygotowania pożywek roboczych przez mieszalniki komputerowe, dozowniki lub inżektory skoncentrowany 5,7-dijodo-8-chinolinol znajdował się w osobnym zbiorniku niż pozostałe składniki pokarmowe. Wynika to z tego, że w środowisku kwaśnym (po zakwaszeniu stężonych roztworów nawozów kwasem azotowym siarkowym lub ortofosforowym(V)) może nastąpić degradacja lub wytworzenie innych związków będących pochodnymi 5,7-dijodo-8-chinolinolu.

Przeprowadzane badania wykazały, że w próbie w kontrolnej zawartość jodu w sałacie wynosiła 0,53 mg l/kg s.m. (0,024 mg l/kg św.m.) co przedstawiono w Tabeli 1, podczas gdy po zastosowaniu fertygacji 5,7-dijodo-8-chinolinolem zawartość ta zwiększa się do 26,68 mg l/kg s.m. (1,1176 mg l/kg św.m.). Dla porównania fertygacja roztworem KIO3 w tej samej dawce 0,005 mmol/L pozwoliła uzyskać niższy poziom wzbogacenia sałaty w jod to jest na poziomie 19,92 mg l/kg s.m. (0,89 mg l/kg św.m.).

W przypadku sałaty po aplikacji 5,7-dijodo-8-chinolinolu nie stwierdzono jego występowania w liściach, ale ulegał on konwersji do 5-chloro-7-jodochin-8-olu, którego było o 3,09 razy więcej niż w liściach roślin kontrolnych.

Tabela 1. Wyniki badań z zastosowaniem fertygacji 5,7-dijodo-8-chinolinolem w uprawie sałaty - masa główek sałaty, zawartość jodu, % RDA-jod oraz zawartość metabolitów chinoliny w tym jej jodopochodnych

Obiekt-aplikacja związku jodu do pożywki	Masa główek sałaty	mg I kg-1 s. m.	mg l-kg-1 św. m.	% RDA-jod
100g św.m. liści	20g św.m. liści
Kontrola	306,9a	0,53a	0,024a	1,58a	0,32a
KIO3	359,9b	19,92b	0,889b	59,29c	11,86c
5,7-dijodo-8- chinolinol	377,2b	26,68c	1,176c	78,40c	15,68c

PL 249869 Β1

	Zawartość związków metabolicznych jodu (pg-kg-1 s.m.)
Chinolina	Siarczan hydroksychinoliny	tyroksyna	5-chloro-7-jodochin-8-ol
Kontrola	4,91a	47,41a	2,53a	5,25a
KIO3	5,59a	56,26a	2,41a	1,27a
5,7-dijodo-8- chinolinol	8,42a	47,14a	2,92a	16,25b
	Zawartość związków metabolicznych Jodu (pg-kg 1 s.m.)
Kwas 8-iodo-4hydroxy-3chinolinokarboksylowy	Kwas 6-jodo-4-hydroksy3-chinolinokarboksylowy	Kwas 7-jodo-4-hydroxy3-chinolinokarboksylowy
Kontrola	< limitu det.	3,59a	3,08a
KIO3	< limitu det.	8,82b	5,57a
5,7-dijodo-8- chinolinol	84,33	16,93c	3,63a
	Zawartość związków metabolicznych jodu (pg-kg 1 s.m.)
	Kwas 8-hydroksy-7-jodo-5chinolinosulfonowy	5,7-dijodo-8- chinolinol
Kontrola	< limitu det.	< limitu det.
KIO3	< limitu det.	< limitu det.
5,7-dijodo-8- chinolinol	< limitu det.	< limitu det.

Wartości średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się między sobą statystycznie istotnie przy poziomie istotności P < 0,05.

< limitu det. - stężenie substancji poniżej limitu wykrywalności dla techniki LC-MS/MS.

Przykład III

W przeprowadzonych badaniach z uprawą dwóch odmian jarmużu przedstawionych w tabeli 2 uzyskano efekt wzbogacenia roślin w jod po zastosowaniu fertygacji roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu - był on jednak niższy niż po aplikacji KIO3. Dla jarmużu po aplikacji 5,7-dijodo-8-chinolinolu uzyskano jednak istotnie wyższy niż po aplikacji KIO3 poziom akumulacji tego związku w liściach, jak przedstawiono w Tabeli 2.

Dla odmian jarmużu Oldembor Fi i Redbor Fi po aplikacji 5,7-dijodo-8-chinolinolu jego akumulacja w liściach była odpowiednio 2,27 i 2,1 wyższa w porównaniu do kontroli. Wjarmużu nie stwierdzono natomiast wzmożonej konwersji 5,7-dijodo-8-chinolinolu do 5-chloro-7-jodochin-8-olu co było cechą charakterystyczną dla sałaty. W liściach roślin jarmużu wpływ aplikacji 5,7-dijodo-8-chinolinolu na zawartość organicznych metabolitów jodu był cechą odmianową.

Tabela 2. Wyniki badań z zastosowaniem fertygacji 5,7-dijodo-8-chinolinolem w uprawie jarmużu - masa nadziemnych części roślin (liści i pędów), zawartość jodu, % RDA-jod oraz zawartość metabolitów chinoliny w tym jej jodopochodnych

Odmiana	Obiekt - aplikacja związku jodu do pożywki	Masa masa nadziemnych części roślin g)	mg I-kg1 s. m.	mg l-kg-1 św. m.	% RDA-jod
10Og św.m. liści	20g św.m. liści
OldenborFi	Kontrola	89,5b	0,22 a	0,026a	1,75a	0,35a
Oldenbor Fi	KIO3	95,2b	34,01d	4,487d	299,11c	59,82c
Oldenbor Fi	5,7-dijodo-8chinolinol	94,4b	15,79b	1,999b	133,25b	26,65b

PL 249869 Β1

Redbor Fi	Kontrola	70,6a	0,16a	0,018a	1,22a	0,24a
Redbor Fi	KIO3	66,1 a	41,26e	5,217e	347,78c	69,56c
Redbor Fi	5,7-dijodo-8chinolinol	66,7a	18,27c	2,301c	153,37b	30,67b
		Zawartość związków metabolicznych jodu (pg-kg-1 s.m.)
Chinolina	Siarczan hydroksychinoliny	tyroksyna	5-chloro-7jodochin-8-ol
Oldenbor Fi	Kontrola	230,65b	64,02b	10,73b	10,94d
Oldenbor Fi	KIO3	204,00ab	76,58c	12,21b	2,30b
Oldenbor Fi	5,7-dijodo-8chinolinol	136,84a	61,75b	2,17a	5,60c
Redbor Fi	Kontrola	192,86ab	47,46a	1,91a	1,81 b
Redbor Fi	KIO3	190,09ab	52,67ab	1,56a	0,38a
Redbor Fi	5,7-dijodo-8chinolinol	336,17c	42,57a	2,74a	1,92b
		Zawartość związków metabolicznych jodu (pg-kg~1 s.m.)
Kwas 8-jodo-4-hydroxy- 3-chinolinokarboksylowy	Kwas 6-jodo-4-hydroksy3-chinolinokarboksylowy	Kwas 7-jodo-4hydroxy-3chinolinokarboksylowy
Oldenbor Fi	Kontrola	< limitu det.	147,13b	278,86c
Oldenbor Fi	KIO3	< limitu det.	12,52a	154,68b
Oldenbor Fi	5,7-dijodo-8chinolinol	< limitu det.	8,57a	138,20b
Redbor Fi	Kontrola	< limitu det.	12,44a	41,19a
Redbor Fi	KIO3	< limitu det.	11,40a	39,57a
Redbor Fi	5,7-dijodo-8chinolinol	< limitu det.	6,88a	34,03a
		Zawartość związków metabolicznych jodu (pg-kg~1 s.m.)
		Kwas 8-hyd roksy-7-jodo-5-ch in ol inos u Ifonowy	5,7-dijodo-8- chinolinol
Oldenbor	Kontrola	< limitu det.	33,76b
Oldenbor	KIO3	< limitu det.	4,03a
Oldenbor Fi	5,7-dijodo-8chinolinol	< limitu det.	69,07c
Redbor Fi	Kontrola	< limitu det.	1,76a
RedborFi	KIO3	< limitu det.	1,54a
Redbor Fi	5,7-dijodo-8chinolinol	< limitu det.	3,07b

Wartości średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się między sobą statystycznie istotnie przy poziomie istotności P < 0,05.

< limitu det. - stężenie substancji poniżej limitu wykrywalności dla techniki LC-MS/MS.

PL 249869 Β1

Przykład IV

W uprawie ziemniaka prowadzono doglebową aplikację 5,7-dijodo-8-chinolinolu. Związek ten zastosowano do pożywki roboczej w dawce 0,050 mmol/l, a aplikację poprzez fertygację przeprowadzono osiem razy co 7 dni w okresie uprawy ziemniaka zaczynając od wschodów roślin.

Przeprowadzone badania wykazały, że 5,7-dijodo-8-chinolinoli nie miał negatywnego wpływu na plonowanie bulw ziemniaka - jego plon był na poziomie podobnym jak w kontroli.

Przeprowadzone badania wykazały, że w próbie kontrolnej zawartość jodu w bulwach wynosiła 0,025 mg l/kg s.m. (0,005 mg l/kg św.m.) co przedstawiono w Tabeli 3, podczas gdy po zastosowaniu fertygacji 5,7-dijodo-8-chinolinolem zawartość ta zwiększyła się do 0,441 mg l/kg s.m. (0,083 mg l/kg św.m.). Dla porównania fertygacja roztworem KIO3 w tej samej dawce 0,05 mmol/l pozwoliła uzyskać poziom wzbogacenie bulw ziemniaka w jod, tj. na nieznacznie wyższym poziomie 1,4 mg l/kg s.m. (0,266 mg l/kg św.m.). Procent RDA-jod w przeliczeniu na 100 g bulw ziemniaka wynosił 17,70% i 5,56% odpowiednio dla roślin traktowanych KIO3 i 5,7-dijodo-8-chinolinolem co by znacznie wyższą wartością niż w przypadku bulw ziemniaka kontrolnego (0,31% RDA-jod).

Po aplikacji 5,7-dijodo-8-chinolinol był w wydajniejszy sposób transportowany do liści niż do bulw co przedstawiono w Tabela 4 oraz ulegał on metabolizmowi do innych organicznych związków jodu w tym do kwasu 8-hydroksy-7-jodo-5-chinolinosulfonowego, którego zawartość w bulwach była wyższa niż po aplikacji KIO3 jak pokazano w Tabeli 3.

Tabela 3. Wyniki badań z zastosowaniem fertygacji 5,7-dijodo-8-chinolinolem w wazonowej uprawie ziemniaka masa bulw z jednej rośliny, zawartość jodu, % RDA-jod oraz zawartość metabolitów chinoliny w tym jej jodopochodnych

Obiekt - aplikacja związku jodu do pożywki	Masa bulw z jednej rośliny (g)	mg I· kg-1 s. m.	mg l-kg·1 św. m.	% RDA-jod
100g św.m.
Kontrola	239,2a	0,025a	0,D05a	0,31
KIO3	244,3a	1,400c	0,266c	17,70
5,7-dijodo-8- chinolinol	246,4a	0,441 b	0,083b	5,56
	Zawartość związków metabolicznych jodu (pg-kg-1 s.m.)
Chinolina	Siarczan hydroksychinoliny	tyroksyna	5-chloro-7-jodochin-8ol
Kontrola	28,79b	13,17b	0,78a	69,74c
KIOs	11,90a	14,65	1,70b	13,42b
5,7-dijodo-8- chinolinol	10,63a	10,45a	1,46b	7,42a
	Zawartość związków metabolicznych jodu (pg-kg-1 s.m.)
Kwas 8-jodo-4hydroxy-3chinolinokarboksylowy	Kwas 6-jodo-4-hydroksy- 3-chinolinokarboksylowy	Kwas 7-jodo-4hydroxy-3chinolinokarboksylowy
Kontrola	< limitu det.	8,46b	7,02c
KIO3	< limitu det.	12,18b	2,85b
5,7-dijodo-8- chinolinol	< limitu det.	2,14a	0,33a
	Zawartość związków metabolicznych jodu (pg-kg1 s.m.)
	Kwas 8-hydroksy-7-jodo-5-chinolinosulfonowy
Kontrola	< limitu det.
KIO3	12,54a
5,7-dijodo-8- chinolinol	17,40b

PL 249869 Β1

Wartości średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się między sobą statystycznie istotnie przy poziomie istotności P < 0,05.

< limitu det. - stężenie substancji poniżej limitu wykrywalności dla techniki LC-MS/MS.

Tabela 4. Zawartość 5,7-dijodo-8-chinolinolu w liściach i bulwach ziemniaka

Obiekt - aplikacja związku jodu do pożywki	Zawartość 5,7-dijodo-8-chinolinolu (pgkg 1 s.m.)
	Liście	Bulwy
Kontrola	6,12b	195,37c
KIO3	2,72a	44,88b
5,7-dijodo-8- chinolinol	25,76c	21,51a

Wartości średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się między sobą statystycznie istotnie przy poziomie istotności P < 0,05.

Claims (10)

1. Sposób biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach tradycyjnych, bezglebowych i hydroponicznych polegający na tym, że kilkakrotnie w okresie wegetacji roślin warzywnych stosuje się do nawadniania upraw preparat zawierający związek jodu znamienny tym, że do fertygacji upraw używa się roztworu 5,7-dijodo-8-chinolinolu o stężeniu od 0,0005 do 0,050 mmol/l, przy czym dozowanie roztworu 5,7-dijodo-8-chinolinolu rozpoczyna się po wzejściu roślin lub 2 do 3 tygodni po wysadzeniu rozsady na miejsce stałe, kontynuuje się w sposób ciągły w uprawach bezglebowych i hydroponicznych oraz w odstępach od 5 do 14 dni w uprawach glebowych w zależności od długości okresu wegetacji roślin a kończy się wraz z ostatnimi zbiorami konsumpcyjnych części roślin, natomiast w całym okresie wegetacji całkowita dawka związku w przeliczeniu na jod wynosi od 0,25 do 10,0 kg l/ha powierzchni upraw roślin o krótkim okresie wegetacji oraz od 1 do 40 kg l/ha powierzchni upraw roślin o długim okresie wegetacji.

2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że dla roślin warzywnych o krótkim okresie wegetacji w uprawach glebowych w polu i pod osłonami fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu prowadzi się w odstępach od 5 do 7 dni z użyciem roztworu o stężeniu 0,0005-0,05 mmol/l.

3. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że dla roślin warzywnych o długim okresie wegetacji w uprawach glebowych fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu prowadzi się w odstępach od 7 do 14 dni z użyciem roztworu o stężeniu od 0,002 do 0,05 mmol/l.

4. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu w uprawach glebowych polowych i pod osłonami kończy się 7 dni przez zbiorem, a w uprawach bezglebowych i hydroponicznych do zbioru warzyw.

5. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że równocześnie z fertygacją roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu uprawy nawadnia się roztworami zawierającymi wszystkie makroskładniki i mikroskładniki odżywcze.

6. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że w uprawach hydroponicznych roślin warzywnych i bezglebowych zakres stężeń dla mieszaniny roztworu 5,7-dijodo-8-chinolinolu i pożywki wynosi od 0,0005 do 0,010 mmol/l.

7. Zastosowanie 5,7-dijodo-8-chinolinolu do biofortyfikacji warzyw w jod w uprawach tradycyjnych, bezglebowych i hydroponicznych.

8. Zastosowanie według zastrz. 8 znamienne tym, że roztwór 5,7-dijodo-8-chinolinolu o stężeniu od 0,0005 do 0,050 mmol/l, stosuje się do fertygacji roślin warzywnych od wzejściu roślin lub od 2 do 3 tygodni od wysadzenia rozsady na miejsce stałe, kontynuuje się w sposób ciągły w uprawach bezglebowych i hydroponicznych oraz w odstępach od 5 do 14 dni w uprawach glebowych w zależności od długości okresu wegetacji roślin a kończy się wraz z ostatnimi zbiorami konsumpcyjnych części roślin, natomiast w całym okresie wegetacji całkowita dawka związku w przeliczeniu na jod wynosi od 0,25 do 10,0 kg l/ha powierzchni upraw roślin o krótkim okresie wegetacji oraz od 1 do 40 kg l/ha powierzchni upraw o długim okresie wegetacji.

9. Zastosowanie według zastrz. 8 znamienne tym, że dla roślin warzywnych o krótkim okresie wegetacji w uprawach glebowych w polu i pod osłonami fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu prowadzi się w odstępach od 5 do 7 dni z użyciem roztworu o stężeniu 0,0005-0,05 mmol/l.

10. Zastosowanie według zastrz. 8 znamienne tym, że dla roślin warzywnych o długim okresie wegetacji w uprawach glebowych fertygację roztworem 5,7-dijodo-8-chinolinolu prowadzi się w odstępach od 7 do 14 dni z użyciem roztworu o stężeniu od 0,002 do 0,05 mmol/l.